Sluneční energie. Základní energie - celkové množství přiváděné k Zemi cca 1350 W.m % se odrazí do kosmického prostoru 15 % pohlceno atmosférou

Transkript

1 Sluneční energie Základní energie - celkové množství přiváděné k Zemi cca 1350 W.m % se odrazí do kosmického prostoru 15 % pohlceno atmosférou 1 % energie větrů 1% mořské proudy 0,5 % koloběh vody 0,1 až 0,5 % fotosyntéza Využití sluneční energie v pastevním potravinovém řetězci

2 Netradiční zdroje energie Prognózy do roku 2020 (koeficient nárůstu) uhlí (2,3) ropa (0,8) zemní plyn (1,6) jaderná energie (13,6) vodní energie (2,2) syntetická ropa, plyn (25,0) netradiční obnovitelné zdroje (3,0) Vodní energie možnost energetických kapacit toků narušování přirozeného vodního režimu? energie mořských vln

3 Netradiční obnovitelné zdroje proměnlivost v čase i v prostoru nízká účinnost přeměny - problémy akumulace Sluneční záření doba slunečního svitu v ČR 1600 až 2200 h.rok -1 (dopadající energie 800 až 1000 Wh) Vítr problematika větrných elektráren přímo - fotovoltaické články (účinnost 14 až 20 %) nepřímo - solárně termická cesta vzhled krajiny hluk (vibrace)

4 Obnovitelné biologické zdroje Fotosyntézou se ročně vytvoří 10 x více biomasy než je celosvětová spotřeba energie - využití pouze cca 14 % spalování (nejméně vhodné) pyrolýza výroba bioplynu (2 kg organické hmoty = 450 až 500 l bioplynu) výroba bionafty výroba ethanolu?

5 Materiálový cyklus

6 Suroviny minerály a rudy fosilní paliva biomasa rozdělení nerovnoměrné Zásoby: rezervy (odkryté lokality) zdroje (subekonomická a neznámá naleziště) Vztah mezi spotřebou a ekonomickým růstem Vývoj spotřeby surovin /I - základní fáze; II - rostoucí; III - stálá; IV - klesající/ průmyslově vyspělé země o rozvojové země

7 Energie a suroviny 20 % celkové spotřeby energie na výrobu materiálů - vlivy na spotřebu technologie a ekologické nároky vyčerpání nalezišť Spotřeba energie k výrobě olova dle obsahu v rudě /a - dnešní; b - zlepšení; c - budoucí technologie/ Spotřeba energie k výrobě mědi dle obsahu v rudě (1 GJ = 278 kwh)

8 Energetický vklad Každá surovina (výrobek) vyžaduje určité vložení jisté energie (surovina - vytěžení, rozdělení, vyčištění, uložení, dopravu, skladování a prodej; výrobek - každá operace, reklama, prodej, doprava i likvidace výrobku) Úspora energie snížením energetického vkladu zvětšením životnosti

9 Energetická (procesová) analýza Definice procesu - hlavní problémy: stanovení hranic sčítání různých druhů energie zahrnutí větví ve výrobním řetězci Obecná pravidla: vypočítat celkový vstup primární energie od počátku ke konečnému výrobku vzít v úvahu energii ušetřenou znovuvyužitím zahrnout úspory energie v celém období životnosti

10 Spotřeba energie vztah na jednotku objemu nebo hmotnosti - pouze pomocné kritérium -

11 Energetické náklady vhodnější vztah k specifickým vlastnostem Energetické náklady na výrobu dílů osobních automobilů /kj.cm -3 / Energetické náklady na výrobu a využití dílů osobních automobilů /poměrná tuhost za dobu provozu km/

12 Kovové materiály Železo a ocel výroba 1,3 až 1, t růst spotřeby na cca 2 % rozšíření jakostních a vysokopevných ocelí zdrojem surovin šrot (dnes %, v budoucnu %) nezbytná separace a kontrola odpadu (náklady až 15 % ceny oceli) Hliník výroba t růst spotřeby > 8 % vysoká spotřeba energie 54 MJ.kg -1 recyklace (výroba ze šrotu) cca 5 % energie (3 MJ.kg -1 ) Měď výroba 23, t spotřeba šrotu cca 38 %

13 Vysokomolekulární materiály dnes plnohodnotné konstrukční materiály produkce 1,0 až 1, t využití v inženýrské oblasti 33 % předpoklad růstu 6 % problematika surovinové základny problematika termoplast - reaktoplast nízký energetický vklad otázka recyklace ropa 54,0 % uhlí 13,0 % zemní plyn 5,0 % biomasa 8,0 % ostatní 14,0 %

14 Cement a beton 1978 výroba cementu t, tj. cca m 3 betonu roční růst cca 3-4 % spotřeba energie 4,2 kj.kg -1 kompozitní materiál pro nosné konstrukce energeticky výhodnější než ocel Dřevo nejdůležitější z obnovitelných zdrojů celková těžba cca m 3.rok -1 průmyslové zpracování m 3-40 % papírenský průmysl nerovnoměrná těžba bez obnovení nutnost komplexního využití