Nerostné suroviny Energie Odpady

Transkript

1 Nerostné suroviny Energie Odpady

2 Základní zákony: Hmota a energie HMOTA : zákon zachování hmoty ENERGIE : I. a II. termodynamický zákon - "zákon zachování energie" - "zákon transformace energie" Zákon zachování (ekvivalence) hmoty a energie (teorie relativity) E = mc 2 HMOTA V SYSTÉMU KOLUJE, ENERGIE JÍM PROTÉKÁ

3 ENERGIE TYPY: - mechanická - chemická - elektrická - jaderná EFEKTIVITA VYUŽITÍ: - lidské tlo (20-25%) - spalovací motor (10%) - parní turbína (45%) - palivový lánek H - O (60%) - žárovka (5%) - fluorescenní záivka (22%)

4 (S)poteba energie sbrai lovci-sbrai raní zemdlci stedovk poátek prmyslu dnešnílovk 8MJ/den 16Mj/den 50MJ/den 100MJ/den 400MJ/den 800MJ/den

5 Prognózy

6 Obchodní domy, nákupní stediska, hyper- a supermarkety Realita poet supermarket v R

7 Poet domácností jednotlivc v eské republice Realita- poet domácností jednotlivc pod 29r 30-59r pes 60r

8 Zdroje energie Základním zdrojem energie na Zemi je Slunce obnovitelné zdroje slunení energie pímá slunení (kolektory, fotovoltaickélánky) vtrná vodní (hydroelektrárny, vodní mlýny) biomasa píliv/odliv moských vln geotermální energie (+ tepelnáerpadla)

9 Neobnovitelné zdroje Zdroje energie Fosilní paliva uhlí ropa zemní plyn holavé bidlice dehtové písky, rašelina Nukleární štpná reakce jaderná fze

10 Zdroje energie 90% globální produkce energie je z fosilních paliv 1) fosilní paliva výhody: - vysoká koncentrace en./objem - propracovanost technologií - životnost HW a rozvodných soustav - stabilita produkce nevýhody: - emise škodlivin a skleník. plyn - odpady - vlivy tžby

11 Zdroje energie 2) Nukleární výhody: - stabilita produkce - výhodná cena - malý objem paliva nevýhody: - tžba a zpracování U-rud - radioaktivní odpad - percepce rizika havárie

12 3) obnovitelné zdroje výhody: - istota - trvalá dostupnost nevýhody: - vysoká cena/nízký výkon - regionální dostupnost - nestálost - zábor ploch Zdroje energie

13 Hustota energetického toku E kin = 1/2 m v 2 E pot = m g h hustota en. toku: E kin. m -2. s -1 (W/m 2 ) kin = ½ v 3. ρ

14 Klasické x alternativní zdroje Energetický pínos rzných typ elektráren Elektrárna lhta energetické návratnosti (ms.) ukazatel výtžný pomr (násobek vlož. en.) uhelné, jaderné vtrné fotolánkové

15 Rizika energetiky

16 Rizika energetiky 1) Bezpenost (safety) výroby: (HAVÁRIE) 2) Zabezpeení rozvodu energie: (ropovody, plynovody, penosové soustavy,uchování energie - kapacita? synchronizace? tranzit? krizová energetika - funkce státu). 3) Dostatek energie: (ropa let; uhlí let; zemní plyn cca let; uran let; lokalizace zásob, energie pro chudé ) Zajištní pístupu k energii: Bezpenost nákupu energie (z. politika);

17 Budoucnost hospodaení s energií Objevíme nové zdroje energie!!! (?) Budeme nuceni (ochotni) k (drastickým) zmnám zpsobu života? Budeme to ješt my nebo budoucí generace? Domluvíme se na rozumném využívání energie? Nebo budeme nap. válit?

18 "Metabolismus" spoteby energie, suroviny odpad z tžby (prmyslová) výroba odpad z výroby výrobek (služby) odpad z výrobku spotebitel TKO Hmota ani energie nemizí (zákony zachování)

19 Koncept ZDROJ Pro každou surovinu (energii) existuje ZDROJ Zdroje obnovitelné (trvalé) - látka, nebo zdroje energie jsou trvale nebo periodicky dostupné. V(S) V(O) Zdroje neobnovitelné - látka nebo energie je stále mén dostupná v požadované kvalit (kvantit). V(S) >>> V(O) V(S) = rychlost spoteby, V(O) = rychlost obnovy (rozdíl mezi biol. a geol. asem)

20 Neobnovitelné zdroje surovin cca 100 rud (Fe, Cu, Al, Zn, Cr, Pb,...) nerostné stavební hmoty (kamenivo, písky, cihláské hlíny, jíly CaCO 3,...) hnojiva (ledky: NaNO 3, Ca(NO 3 ) 2, fosfáty) chem. prmysl (ropa, uhlí, vosky, asfalty)

21 Obnovitelné zdroje surovin Biomasa -ásti tl rostlin a živoich a/nebo produkty jejich metabolismu látky ve vod? látky v ovzduší? pda?

22 Koncept ZDROJ Uspoádaný systém s velkou mírou informace Daná komodita (hmota; energie) je: potebná (k využití) dosažitelná (obvykle ne snadno) koncentrovaná (asto ne píliš) omezená výskytem (nerovnomrn) Zdrojem je vše, co lovk z prostedí potebuje, a musí vynaložit úsilí na získání "tohoto" a je ochoten za to zaplatit. (lze vzduch považovat za zdroj?)

23 Zdroj surovina látka zdroj (ložisko z. kra) (ekosystém - les) surovina (železná ruda) (devo strom) látka (železo) (papír) Koncept ZDROJ zdroj (ložisko z. kra) surovina (uhlí) energie látky (dehet)

24 Zásoby geologické bilanní vytžitelné vytžené ložisko

25 Zásoby geologické bilanní vytžitelné vytžené

26 Zdroj suroviny - zásoby - geologické (veškeré zjištné možné zásoby, tedy i nekvalitní typy) - bilanní (to co je možno zahrnout pod požadované charakteristiky látky) - vytžitelné (to, co je možno známými technologiemi vytžit) - vytžené (po pekonání pirozených, i spoleenských pekážek)

27

28 Zvýšení bilanních zásob - následky Pokles kovnatosti rud Cu v USA využitelných v metalurgii období obsah% , , , , , , , ,58

29 Zdroj suroviny - zásoby

30 Zdroj vs odpad z tžby Cu v rudách cca 10 kg/t (1%) Cu v zemské ke 50-70g/t Cu ve vod 0.003g/t 1kg CU (z rudy) 1kg Cu (z kry) 1kg Cu (z vody) 0,99 t hlušiny t hlušiny m 3 odp. vody Energie??? Odpad???

31 Odpady Definice: Odpad je vc, které se chce její majitel (pvodce) zbavit nebo vc, jejíž odstranní (likvidace) je nutné z hlediska ochrany životního prostedí (zdraví lidí). Každá surovina má svj zdroj Každý odpad má svj propad

32 Odpady podle charakteru - skupenství (pevné, kaly, kapalné, plynné) podle pvodu (komunální, prmyslové, zemdlské, zdravotnictví...) podle nebezpenosti (inertní, toxické, radioaktivní, holavé,...)

33 Odpady Kategorie odpad dle platných norem: - odpady rostlin. a živoiš. pvodu - odpady minerálního pvodu - odpady z chemických proces - radioaktivní odpad - odpad z obcí

34 Nakládání s odpady shromažování nádoby kontejnery sbrné dvory -

35 Nakládíní s odpady peprava - kontejnery - nákladní auta - železnice - lodi - potrubí -

36 Nakládání s odpady skladování (doasné ukládání) deponie sklady mezisklady odkališt -

37 Nakládání s odpady úprava tídní solidifikace odvodování vysoušení drcení hutnní tepelné zpracování (pyrolýza)

38 Nakládání s odpady využívání recyklace plnidla náhradní hmoty

39 Nakládání s odpady zneškodování kompostování skládkování (ízené, divoké) spalování pyrolýza

40 Nakládání s odpady Spalování: oxidativní proces, kdy je v reakním prostoru obsah kyslíku stechiometrický nebo vyšší. Pyrolýza a zplyování: reduktivní proces, pi kterém je obsah kyslíku v reakním prostoru substechiometrický nebo nulový.

41 Nakládání s odpady zneškodování kompostování skládkování (ízené, divoké) spalování pyrolýza biotechnologické procesy (fermentace) vitrifikace (skládkování)

42 Vitrifikace Schopnost skla pojmout do matrice adu kov Využití pro zatavování radioaktivních odpad do skla

43 Nakládání s odpady Rzným charakteristikám/typm odpadu odpovídají rzné typy nakládání - TKO, toxický, radioaktivní, inertní... Odpady - vývozní i dovozní artikl. Pevoz toxických, radioaktivních, i jiných odpad je upraven mezinárodními pedpisy

44 Produkce odpad v zemích OECD

45 Odpady v kosmu od poátku dobývání vesmíru vypuštno pes 5000 tles (20 000t) z toho dodnes 2400 mimo provoz kolem Zem krouží asi: objekt o velikosti 10-20cm objekt o velikosti 1-10cm objekt o vel.1cm-1mm nejvíce kosmických zlomk ve výšce nad povrchem: km celková hmotnost zlomk asi 3x10 6 kg