www.biomasa.org/edukacja Odnawialne źródła energii – czy zastąpią surowce wykorzystywane obecnie? prezentacja dla uczniów szkół gimnazjalnych Prezentacja przygotowana w ramach projektu Fundacji Partnerstwo dla Środowiska współfinansowanego przez NFOŚiGW. Energia Energia jest.
Download ReportTranscript www.biomasa.org/edukacja Odnawialne źródła energii – czy zastąpią surowce wykorzystywane obecnie? prezentacja dla uczniów szkół gimnazjalnych Prezentacja przygotowana w ramach projektu Fundacji Partnerstwo dla Środowiska współfinansowanego przez NFOŚiGW. Energia Energia jest.
Slide 1
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 2
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 3
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 4
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 5
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 6
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 7
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 8
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 9
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 10
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 11
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 12
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 13
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 14
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 15
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 16
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 17
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 18
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 19
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 20
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 21
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 22
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 23
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 24
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 25
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 26
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 27
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 28
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 29
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 30
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 31
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 2
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 3
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 4
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 5
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 6
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 7
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 8
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 9
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 10
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 11
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 12
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 13
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 14
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 15
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 16
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 17
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 18
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 19
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 20
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 21
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 22
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 23
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 24
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 25
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 26
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 27
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 28
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 29
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 30
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja
Slide 31
www.biomasa.org/edukacja
Odnawialne źródła energii –
czy zastąpią surowce
wykorzystywane obecnie?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.
Energia
Energia jest potrzebna człowiekowi na każdym kroku.
Człowiek na różnych etapach rozwoju wykorzystywał
różne źródła energii.
Bez niej nie byłoby możliwe używanie sprzętów
elektrycznych, korzystanie ze środków transportu
czy praca zakładów przemysłowych.
Trudno też wyobrazić sobie życie w naszych domach
i mieszkaniach, pozbawionych energii cieplnej,
energii elektrycznej czy też gazu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Surowce energetyczne
Zapotrzebowanie na energię wzrosło gwałtownie w
czasach rewolucji przemysłowej (około 1750 roku).
W początkowym okresie rewolucji podstawowym
surowcem energetycznym było drewno, zastąpione
później przez węgiel kamienny (poł. XIX – poł. XX w.),
a następnie przez ropę naftową.
Od połowy ubiegłego stulecia gwałtownie zaczęło
rosnąć znaczenie ropy naftowej.
Natomiast w ostatnim trzydziestoleciu XX w. coraz
większego znaczenia zaczęło nabierać
wykorzystanie gazu ziemnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wyczerpywanie się
konwencjonalnych źródeł energii
Zasoby paliw kopalnych są nieodnawialne:
prędzej czy później ulegną zupełnemu wyczerpaniu.
Ocenia się, że:
najdłużej, bo jeszcze przez prawie 220 lat będzie
można korzystać ze złóż węgla,
ponad 60 lat trwać będzie eksploatacja gazu ziemnego,
zaś ropy naftowej wystarczy na około 30-40 lat.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zmiany klimatyczne
powszechne wykorzystanie paliw kopalnych spowodowało
gwałtowny wzrost emisji gazów cieplarnianych,
najprawdopodobniej ich stężenie w atmosferze nie było
tak duże jak obecnie przez ostatnich 20 milionów lat!
zmiany składu atmosfery wywołały globalne ocieplenie,
a także wiele innych zmian klimatycznych,
których skutki mogą zagrozić człowiekowi
i całemu środowisku naturalnemu
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Źródła energii
ODNAWIALNE
NIEODNAWIALNE
biomasa
energia Słońca
energia wiatru
energia geotermalna
energia wody
Courtesy of DOE/NREL
węgiel kamienny
węgiel brunatny
ropa naftowa
gaz ziemny
rudy metali
pierwiastki
promieniotwórcze
www.biomasa.org/edukacja
Energia Słońca
Energia promieniowania słonecznego jest
podstawowym źródłem energii na Ziemi.
Wykorzystują ją w procesie fotosyntezy rośliny, z
których następnie powstają zasoby biomasy.
Nawet energia paliw kopalnych w pośredni sposób
pochodzi od energii Słońca: węgiel, ropa naftowa i gaz
ziemny to przekształcona w biochemicznych
i fizycznych procesach biomasa sprzed milionów lat.
Słońce w ciągu zaledwie jednego dnia dostarcza więcej energii, niż
przez 27 lat zużywa cała ludzkość.
Problemem jest jednak techniczne
wykorzystanie tych zasobów.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii Słońca
bezchmurna pogoda,
długi okres usłonecznienia, czyli godzin z
bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną,
małe zapylenie powietrza
Im większe zachmurzenie …
Im większa szerokość geograficzna …
Im bliżej wielkich miast …
... tym mniejsza ilość promieni słonecznych,
docierających do powierzchni globu.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii Słońca
Nasz kraj posiada raczej skromne możliwości
wykorzystywania energii Słońca:
trudno, na przykład, ogrzewać budynki przy pomocy
kolektorów słonecznych, jeśli na półrocze jesiennozimowe – a zatem na sezon grzewczy – przypada
zaledwie 20% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia.
W Polsce największym potencjałem
energii Słońca dysponują:
część województwa lubelskiego,
południowe krańce województwa podlaskiego,
Wybrzeże Środkowe i Wybrzeże Szczecińskie.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii Słońca
Energia Słońca to odnawialne źródło energii.
Jej wykorzystanie:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje żadnych zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą produkcji odpadów.
Dostarczający 35 000 l ciepłej wody użytkowej
kolektor słoneczny o powierzchni 6 m2 pozwala
zredukować roczną emisję:
• dwutlenku węgla (CO2) o 1,5 t,
• dwutlenku siarki (SO2) o 12 kg,
• tlenków azotu o 5 kg i
• pyłów o 2 kg.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii Słońca
zmienność dobowa i sezonowa promieniowania
słonecznego,
mała gęstość dobowa strumienia energii
promieniowania słonecznego, która nawet w
rejonach równikowych wynosi zaledwie 300 W/m2,
zaś w Polsce nie przekracza 100 W/m2
(czyli 1000 kWh/m2 w skali roku),
trudności z magazynowaniem - będące obecnie
w użyciu zasobniki ciepłej wody pozwalają
magazynować pozyskaną z energii Słońca
energię cieplną jedynie przez 1-2 dni,
wysokie ceny urządzeń
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wiatru
Courtesy of DOE/NREL
Wiatr to spowodowany różnicami
temperatur i ciśnień ruch powietrza.
Człowiek wykorzystuje jego siłę od bardzo dawnych
czasów. Już 4000 lat temu starożytni Babilończycy
pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając
pola i osuszając mokradła, o wiele wcześniej zaś
wykorzystywano wiatr w żegludze.
Współcześnie energia wiatru służy także do produkcji
elektryczności, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wiatru
częste występowanie wiatru
duża siła wiatru
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze
wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym
prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to:
morskie wybrzeża,
otwarte równiny,
wierzchołki wzniesień
górskie przełęcze.
Elektrowni
wiatrowych nie
należy za to
lokalizować
w górskich dolinach
i kotlinach.
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał i wykorzystanie
energii wiatru
W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na:
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego
i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu
Lubawskiego i Kielcczyzny.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej
następuje zwłaszcza w Europie.
W roku 2004 najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej prędkości wiatru (do 10m/s)
i znakomitych warunkach do rozwoju energetyki wiatrowej.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wiatru
na świecie
Produkcja energii wiatrowej na świecie w 2004 roku
Ameryka
Północna
15,4%
Azja
9,1%
pozostałe
1,9%
Europa
73,6%
W roku 2005 w 10 krajach „starej” Unii Europejskiej
moc zainstalowana elektrowni wiatrowych wynosiła 34 630 MW
- blisko trzy czwarte światowej mocy zainstalowanej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety i wady energii wiatru
Produkcja energii
elektrycznej z energii wiatru:
+ nie powoduje
zanieczyszczeń
+ nie przyczynia się do emisji
gazów cieplarnianych
+ nie wiąże się z eksploatacją
wyczerpanych zasobów
Elektrownie wiatrowe:
- szpecą krajobraz
- emitują hałas
- stanowią zagrożenie dla
ptaków
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Energia wody
Courtesy of DOE/NREL
Ludzie od dawna wykorzystują energię wody.
Pierwsze koła wodne powstały w starożytnym Rzymie
w I wieku p.n.e. W Polsce zaczęto je stosować
w XII wieku. Służyły do napędzania różnych urządzeń
w młynach, tartakach i kuźniach.
Energia wody znalazła nowe zastosowanie gdy
w początkach XIX wieku wynaleziono turbinę wodną.
W 1882 roku uruchomiono pierwszą na świecie
elektrownie wodną – instalację na rzece Fox River
w amerykańskim stanie Wisconsin.
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu energii wody
Większość elektrowni wodnych wykorzystuje energię
wód śródlądowych, czyli energię kinetyczną płynących
wód rzecznych. Wykorzystaniu tej energii najbardziej
sprzyjają górskie rzeki o wysokim spadzie.
Z kolei energia pływów morskich może być
wykorzystywana tylko w dwudziestu miejscach na świecie,
bo tylko tam występuje odpowiednio duża różnica między
przypływem a odpływem.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii wody
Udział rejonów świata w wielkości zainstalowanych mocy
w małych elektrowniach wodnych
Ameryka Północna
17%
Reszta świata
5%
Europa
39%
Ameryka Południowa i
Środkowa
9%
Chiny
30%
Światowe zasoby wody to także wielki magazyn energii, z którego
współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii wody
Produkcja energii elektrycznej z energii wody:
nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
nie powoduje zanieczyszczeń,
nie pociąga za sobą wytwarzania odpadów.
Courtesy of DOE/NREL
Zasoby energii wody można łatwo magazynować,
a elektrownie wodne cechują się dużą żywotnością:
68% polskich hydroelektrowni ma już ponad 50 lat.
Zaletą elektrowni wodnych jest także możliwość
wykorzystania zbiornika wodnego np. do ochrony
przeciwpowodziowej, rybołówstwa i celów rekreacyjnych.
www.biomasa.org/edukacja
Wady elektrowni wodnych
Mimo, że energia woda jest odnawialnym źródłem energii,
elektrownie wodne – zwłaszcza duże – mogą wywierać
negatywny wpływ na środowisko:
budowa dużej zapory wiąże się z zalaniem
sporych obszarów,
pod wodą mogą znaleźć się tereny rolnicze,
miejsca historyczne,
zwierzęta i ptaki mogą stracić naturalne siedliska.
Duże elektrownie wodne wywierają negatywny wpływ na
krajobraz, a zapory wodne uniemożliwiają rybom
przemieszczanie się w górę i w dół rzeki.
Dlatego korzystniejsza jest budowa małych elektrowni wodnych.
www.biomasa.org/edukacja
Energia geotermalna
Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi
nagromadzonym w skałach oraz w wodach
wypełniających pory i szczeliny skalne.
Energia geotermalna wykorzystywana była już przed
tysiącami lat, na długo przed paliwami kopalnymi, o czym
świadczą stare legendy potwierdzane późniejszymi
odkryciami archeologicznymi.
Jednak na szeroką skalę zaczęto ją wykorzystywać
dopiero w początkach XX wieku.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Potencjał energii geotermalnej
Występowanie gorących źródeł o temp. powyżej 150 st. C,
ograniczone jest tylko do niektórych regionów globu. Są to:
Azja środkowa,
Afryka wschodnia i zachodnia,
część Półwyspu Arabskiego,
wyspy środkowego i zachodniego Pacyfiku
(na przykład Hawaje),
a w Europie – Alpy.
Jednak chyba najbardziej znanym ze swych złóż geotermalnych
miejscem świata jest Pierścień Ognia, obejmujący strefy przybrzeżne
i zachodnie wyspy Oceanu Spokojnego.
www.biomasa.org/edukacja
Wykorzystanie energii geotermalnej
Elektrownie geotermalne na świecie wytwarzają ponad
8200 MW energii, zaopatrując w prąd około
60 milionów ludzi. Główni producenci wytwarzanego
w ten sposób prądu to Stany Zjednoczone, Filipiny, Włochy,
Meksyk, Japonia i Nowa Zelandia.
W Polsce zasoby geotermalne znajdują się pod powierzchnią 80%
terytorium, ich eksploatacja nie jest jednak łatwa.
Zakłady geotermalne pracują w Zakopanem, w Pyrzycach k.
Szczecina, w Uniejowie i w Mszczonowie k. Warszawy, zaś
źródła geotermalne są wykorzystywane w uzdrowiskach,
takich jak Cieplice, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój, Ustroń,
Konstancin i Ciechocinek.
www.biomasa.org/edukacja
Zalety energii geotermalnej
energia geotermalna jest nieszkodliwa dla środowiska
jej pokłady są zasobami lokalnymi, więc mogą być
użytkowane w pobliżu miejsca pozyskiwania
instalacje geotermalne nie wywierają najczęściej
niekorzystnego wpływu na krajobraz
zasoby energii geotermalnej są dostępne niezależnie
od pogody
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady energii geotermalnej
efektem ubocznym korzystania z energii geotermalnej
jest niebezpieczeństwo zanieczyszczenia atmosfery,
a także wód powierzchniowych i głębinowych przez
szkodliwe gazy i minerały - jednym z nich jest
siarkowodór (H2S), który w wysokich stężeniach może
być niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia,
istnieje ryzyko przemieszczenia się złóż
geotermalnych, które na całe dziesięciolecia mogą
„uciec” z miejsca eksploatacji
dogodne do wykorzystania energii geotermalnej
warunki występują w niewielu miejscach
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Biomasa
Biomasa to organiczne frakcje produktów, odpadów
i pozostałości z rolnictwa (substancje roślinne
i zwierzęce), leśnictwa oraz pokrewnych przemysłów,
jak również odpady przemysłowe.
Do celów energetycznych wykorzystuje się:
drewno i odpady z przerobu drewna,
rośliny pochodzące z upraw energetycznych,
produkty rolnicze i odpady organiczne z rolnictwa,
frakcje organiczne odpadów komunalnych,
i komunalnych osadów ściekowych,
niektóre odpady przemysłowe.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Warunki sprzyjające
wykorzystaniu biomasy
rozwinięty przemysł drzewny dostarczający dużej ilości
odpadów, np. w Europie wykorzystanie drewna ma
największe znaczenie w krajach o dużym zalesieniu, takich
jak Finlandia, Szwecja czy Austria
duże obszary niewykorzystanych słabo urodzajnych gleb
W Polsce dużym potencjałem biomasy dysponują
północne i zachodnie województwa, posiadające
duże nadwyżki słomy z gospodarstw rolnych.
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Zalety wykorzystania biomasy
zerowy bilans emisji dwutlenku węgla – ilość dwutlenku
węgla emitowana podczas spalania jest równoważona
ilością dwutlenku węgla pochłanianego przez rośliny
w procesie fotosyntezy,
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych emisja
innych zanieczyszczeń,
wykorzystanie lokalnych źródeł energii,
tworzenie nowych miejsc pracy,
zwłaszcza na terenach wiejskich,
zagospodarowanie nieużytków
i utylizacja odpadów
Courtesy of DOE/NREL
www.biomasa.org/edukacja
Wady wykorzystania biomasy
stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego
transport, magazynowanie i dozowanie;
szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający
jej przygotowanie do wykorzystania w celach
energetycznych;
mniejsza niż w przypadku paliw kopalnych wartość
energetyczna surowca:
do produkcji takiej ilości energii, jaką uzyskuje się z
tony dobrej jakości węgla kamiennego potrzeba około
2 ton drewna bądź słomy;
niektóre odpady są dostępne tylko sezonowo
www.biomasa.org/edukacja
Czy tradycyjne źródła energii
można zastąpić alternatywnymi?
W XX wieku potrzeby energetyczne świata gwałtownie
wzrosły. Podczas gdy w roku 1960 ludzkość zużywała
142,5 EJ (1 EJ = 1018 J) energii pierwotnej, pod koniec
stulecia wartość ta wynosiła już 425 EJ.
Globalne zapotrzebowanie na energię nadal będzie
wzrastać, zwiększając się o dwie trzecie
przez pierwszych 30 lat XXI wieku.
Tymczasem zasoby paliw kopalnych wyczerpują się, a ich
wykorzystanie powoduje niekorzystne zmiany klimatu.
Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości OZE
będą wykorzystywane coraz częściej.
www.biomasa.org/edukacja