Neobnovitelné a obnovitelné zdroje pro rozvoj civilizace

Transkript

1 Jméno autora Název práce Anotace práce Lucie Dolníčková Neobnovitelné a obnovitelné zdroje pro rozvoj civilizace V práci autorka nejprve stručně hovoří o obnovitelných zdrojích energie (energie vodní, větrná, sluneční a z biomasy) a obecně o obnovitelných zdrojích. Dále se věnuje neobnovitelným zdrojům energie (uhlí a jaderná energie) a obecně hovoří o neobnovitelných zdrojích kovech. U jednotlivých zdrojů energie hlavně vystihuje jejich výhody a nevýhody. V závěru se zamýšlí nad budoucím vývojem, nastiňuje dobu vyčerpání neobnovitelných zdrojů a hledá řešení v obnovitelných zdrojích.

2 UNIVERZITA HRADEC KRÁLOVÉ Fakulta informatiky a managementu Ekologie NEOBNOVITELNÉ A OBNOVITELNÉ ZDROJE PRO ROZVOJ CIVILIZACE Autor: Lucie Dolníčková Zpracováno:

3 Obsah Obnovitelné zdroje energie... 4 Energie z vody... 4 Energie z větru... 4 Energie ze slunečního záření... 5 Biomasa... 6 Další obnovitelné zdroje... 7 Voda... 7 Půda... 7 Lesy... 7 Neobnovitelné zdroje energie... 9 Uhlí... 9 Jaderná energie... 9 Další neobnovitelné zdroje Kovy...11 Měď...11 Stříbro...11 Zlato...12 Shrnutí závěrů práce Závěr Zdroje použité literatury Seznam obrázků Přílohy Mapa vodních elektráren v České republice...18 Mapa malých vodních elektráren v České republice...18 Mapa větrných elektráren v České republice...19 Mapa slunečních elektráren v České republice...19 Mapa tepelných elektráren v České republice...20 Mapa jaderných elektráren v České republice

4 Obnovitelné zdroje energie Podle ustanovení 7 odst. 2 zákona č. 17/1992 Sb., zákona o životním prostředí v platném znění se obnovitelné zdroje definují takto: Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat, a to samy nebo za přispění člověka. 1 Obnovitelné zdroje energie je označení některých přístupných zdrojů energie na Zemi. V podmínkách České republiky jsou čerpány ve formách energie vody, větru, slunečního záření a biomasy. Mezi další se řadí například geotermální energie, energie přílivu nebo vlnobití, skládkový plyn, bioplyn a další. 2 Energie z vody Z obnovitelných zdrojů jsou v současné době vodní elektrárny dominantním zdrojem energie v České republice. Pohotově reagují na okamžitou potřebu energie. Jejich výhodou je, že nezatěžují životní prostředí a jsou relativně levným zdrojem elektrické energie. Elektrárny jsou různého typu, od přečerpávacích přes velké až k malým. Přečerpávací elektrárny v České republice jsou Dlouhé Stráně, Dalešice a Štěchovice. Mezi velké patří například Lipno, Orlík, Kamýk nebo Slapy. Malé elektrárny najdeme například v Pastvinách, Hracholuskách, Přelouči nebo Veselí nad Moravou. 3 Celkově najdeme v naší republice nejvíce malých elektráren. Výhodou vodních elektráren je to, že neznečišťují ovzduší, nedevastují krajinu a povrchové či podzemní vody těžbou a dopravou paliv a surovin, je nezávislá na dovozu surovin, je vysoce bezpečná. Nevýhodou je vysoká Obrázek 1 Přečerpávací elektrárna Dlouhé Stráně pořizovací cena a čas výstavby, nutnost zatopení velkého území a závislost na stabilním průtoku vody. 4 Energie z větru Větrné elektrárny se nacházejí na více než padesáti lokalitách naší republiky. Mají šanci stát se jedním ze zdrojů, který bude nahrazovat kapacitu z uhelných elektráren. Samy však velké zdroje nikdy nemohou nahradit. Elektrárny neprodukují tuhé ani plynné emise a nezatěžují okolí odpady. Ke svému provozu nepotřebují ani vodu. 1 Zákon o životním prostředí. [online]. [cit ]. URL: <zakony-online.cz/?s40&q40=all> 2 ČEZ, a. s. Obnovitelné zdroje energie. [online]. [cit ]. URL: < 3 Vodní elektrárny v ČR. [online]. [cit ]. URL: < 4 Obnovitelné zdroje. [online]. [cit ]. URL: < 4

5 Česká republika nemá pro využití energie větru tak dobré podmínky jako jiné evropské státy. Nejlepší předpoklady pro větrnou energii má v České republice oblast severních Čech a severní Moravy, dále jižní Morava a západní Čechy. 5 Nejméně vhodné jsou jižní Čechy. V Evropě mají největší potenciál elektrárny hlavně v Německu, Španělsku a Dánsku. 6 Výhodou je, že nejsou produkovány žádné škodlivé emise. Obrázek 2 Větrná elektrárna Nevýhodou je, že při stavbě elektrárny o vyšších výkonech je nutné vynaložit poměrně vysoké investiční náklady, je to nestabilní zdroj, návratnost vložených finančních prostředků je závislá na využití vyrobené elektrické energie. 7 Energie ze slunečního záření Téměř veškerá energie na Zemi pochází ze Slunce. Získávání energie ze slunečního záření je z hlediska životního prostředí nejšetrnějším způsobem její výroby. Technologie slunečních elektráren má vysoký růstový potenciál a vyspělé státy s ní do budoucna počítají. Roční nárůst solárních panelů se pohybuje okolo 35 %. V České republice jsou poskytování 30% dotace na instalaci solárních panelů pro soukromé i právnické osoby. 8 Výhodou jsou nízké provozní náklady (sluneční energie je zdarma), vysoká životnost zařízení (15 20 let), nevznikají žádné emise, hluk, provoz je bez nutnosti stálé obsluhy. Nevýhodou je, že energii nelze využít jako samostatný zdroj v případech, kdy je slunečního záření nedostatek (dodávku energie je nutné kombinovat s jinými zdroji energie), dále jsou nutné velké investiční náklady. Obrázek 3 Solární elektrárna 5 ČEZ, a. s. Informace o větrné energetice. [online]. [cit ]. URL: < 6 Větrné elektrárny. [online]. [cit ]. URL: < 7 Obnovitelné zdroje. [online]. [cit ]. URL: < 8 Sluneční elektrárny (solární energie). [online]. [cit ]. URL: < 5

6 Biomasa Pojmem biomasa se označuje hmota organického původu, rostlinného i živočišného. Konkrétně se jedná o dřevní odpad, slámu, zemědělské zbytky nebo exkrementy užitkových zvířat. Rozlišujeme suchou (dřevo) a mokrou (exkrementy) biomasu. 9 V podmínkách České republiky je biomasa velmi perspektivním obnovitelným zdrojem energie. Biomasa se ve velkém Obrázek 4 Dřevní štěpka spaluje v klasických elektrárnách spolu s uhlím. Kotle často dokážou spálit i méně kvalitní biomasu. V kotlích pro rodinné domy se palivo nejprve zplyňuje, teprve pak se plyn spaluje. Nejčastěji se v kotlích spaluje dřevo a pilinové brikety v kombinaci s dřevní štěpkou a dřevním odpadem. 10 Výhodou biomasy je poměrně nízká cena, využití odpadu, uzavřený cyklus CO 2 a využití půdy nevhodné pro pěstování potravinářských plodin. Nevýhodou je nižší výhřevnost, potřeba skladovacích prostor, velký vliv vlhkosti na spalovací procesy a složitější manipulace v porovnání s elektřinou a plynem. 11 Obrázek 5 Uzavřený cyklus CO 2 9 ČERMÁKOVÁ, Martina. Co je biomasa a jak se s ní topí. [online]. [cit ]. URL: <hobby.idnes.cz/coje-biomasa-a-jak-se-s-ni-topi-manual-nejen-pro-katerinu-jacques-pww-/hobbydomov.asp?c=a090407_171941_hobby-domov_mce> 10 Výroba energie z biomasy. [online]. [cit ]. URL: < 11 Obnovitelné zdroje. [online]. [cit ]. URL: < 6

7 Další obnovitelné zdroje Voda Každý člověk denně spotřebuje velké množství vody. Každý se musí sprchovat, mýt si ruce, prát prádlo, uvařit si čaj, uvařit oběd a po něm umýt nádobí. Množství vody, které člověk vypije je zanedbatelné. Voda je drahocenná surovina, která nelze ničím nahradit. Zásoby vody jsou vyčerpatelné, proto je důležité, aby vodní zdroje zůstaly zachovány. Zásoby vody těžíme především z oceánů. V těch se nachází až 96 % veškeré vody. Zbylé 4 % se nachází na zemském povrchu. Sladká voda na povrchu je relativně vzácná. Od roku 1970 se zásoby vody rapidně snížily. Tento stav bude i nadále pokračovat. Podle zpráv o stavu světových zásob vody OSN varuje, že za pár let Obrázek 6 Voda budeme mít k dispozici až o třetinu méně vody. V roce 2050 by mohli mít lidé veliké problémy se zásobováním vodou. 12 Půda Půda patří mezi základní zdroje života na Zemi. Je to obnovitelný a zdánlivě nevyčerpatelný zdroj. Ale díky činnosti člověka podléhá rychlé zkáze. Je to díky tomu, že negativní činnost člověka na půdu je rychlejší, než její tvorba nové půdy. Ta totiž probíhá velice pomalu. Jeden centimetr půdy vzniká přibližně sto let. Obrázek 7 Půda Mezi hlavní ohrožení půdy patří nadměrné hnojení minerálními hnojivy, ničení půdy různými pesticidy a jinými kontaminanty, eroze nebo salinizace (zasolení) půdy. 13 Lesy Les má schopnost přirozené obnovy. Avšak tento proces trvá velice dlouho. V současné době pokrývají lesy asi 30 % povrchu Země. Pro život na Zemi mají veliký význam. Při vytváření klimatu produkují kyslík a naopak pohlcují oxid uhličitý. Lidé je využívají jako zdroj cenné suroviny dřeva. Většina se používá jako palivo, další část ve stavebnictví, nábytkářském průmyslu nebo k výrobě papíru. 12 DAŇKOVÁ, Šárka. Světové zásoby vody se tenčí. [online]. [cit ]. URL: < 13 Vlivy člověka na půdu. [online]. [cit ]. URL: < 7

8 V současné době se využívá i odpad, který ze dřeva zbyde. Využívá se jako suchá biomasa, kterou lze spalovat. Konkrétněji jsem ji popsala výše. Chtěla bych ještě zmínit deštné pralesy. Kácení deštných tropických pralesů je podle mého názoru veliký problém. Dochází k němu již několik století, ale nikdy nedosáhlo takové intenzity jako v současné době. Pokud by se v kácení pokračovalo i nadále tímto tempem, za sto let by pralesy zmizely z povrchu Země. Lidé kácí pralesy z několika důvodů. Jedním z nich je snaha získat nové plochy pro pěstování plodin a pastvu dobytka, dále je to těžba mnohdy velice vzácného dřeva. 14 Často se stává, že se člověk potřebuje dostat k určitému stromu a kvůli tomu jednomu stromu musí skácet další. Proto se nedivím, že kácení postupuje tak intenzivně. Nehledě na to, že ke kácení jsou potřebné stroje, které zase ničí půdu. Obrázek 8 Les 14 Monitorování lesních ekosystémů. [online]. [cit ]. URL: < 8

9 Neobnovitelné zdroje energie Podle ustanovení 7 odst. 2 zákona č. 17/1992 Sb., zákona o životním prostředí v platném znění se neobnovitelné zdroje definují takto: Neobnovitelné přírodní zdroje spotřebováváním zanikají. 15 Za neobnovitelný zdroj je považován takový zdroj, k jehož vyčerpání dojde v horizontu maximálně stovek let. Jeho případné obnovení by trvalo mnohem déle. Příklady neobnovitelných zdrojů jsou především fosilní paliva jako ropa, uhlí a zemní plyn. Dále sem patří rašeliny a jaderná energie. 16 Uhlí Uhlí se získává se dolováním z povrchových nebo hlubinných dolů a používá se jako palivo. Celková produkce hnědého uhlí v České republice je asi 45 miliónů tun. Uhelné elektrárny jsou největšími znečišťovateli ovzduší v produkci CO 2. Většina z nich spaluje hnědé uhlí z dolů v severních a severozápadních Čechách. 17 Tepelné elektrárny se v České republice nacházejí například ve Prunéřově, Počeradech, Chvaleticích nebo Dětmarovicích. V současné době se z uhlí vyrábí více než 44 % energie. V Evropě je to jedna třetina. 18 Výhodou je vyšší hospodárnost. Nevýhodou je obrovská spotřeba paliva, produkce velkého objemu škodlivých emisí, např. oxidy dusíku, oxid siřičitý, prachové částice, oxid uhličitý. 19 Obrázek 9 Tepelná elektrárna Chvaletice Jaderná energie Jaderná energie se uvolňuje z jaderných reakcí v atomovém jádře. Pro jaderné reakce se používá štěpná reakce uranu a plutonia. Elektrárny se podílejí na výrobě elektřiny zhruba 17 %. Jaderné elektrárny v České republice jsou Temelín a Dukovany Zákon o životním prostředí. [online]. [cit ]. URL: <zakony-online.cz/?s40&q40=all> 16 Neobnovitelný zdroj energie. [online]. [cit ]. URL: <cs.wikipedia.org/wiki/neobnoviteln%c3%bd_zdroj_energie> 17 Environmental Idea. Uhelné elektrárny aneb špatná cesta do budoucna?!. [online]. [cit ]. URL: <environmental-idea.webnode.cz/uhelne-el/> 18 ČEZ, a. s. Informace o uhelných elektrárnách. [online]. [cit ]. URL: < 19 Neobnovitelné zdroje. [online]. [cit ]. URL: < 20 Jaderná energie. [online]. [cit ]. URL: < 9

10 Jaderná energie je jedním z nejperspektivnějších způsobů zajištění energie. Jaderné elektrárny patří mezi velmi šetrné zdroje výroby energie. Při provozu není poškozováno životní prostředí, nespotřebovává se kyslík ani fosilní paliva. 21 Na druhou stranu při štěpení paliva v reaktoru vzniká vysoce radioaktivní odpad, který musí být složitě a finančně nákladně ukládán do prostor zabraňujících úniku ionizujícího záření. Výhodou je, že nevypouští do ovzduší škodlivé látky jako oxid siřičitý, popílek, těžké kovy nebo oxid uhličitý. Obrázek 10 Jaderná elektrárna Temelín Nevýhodou je velká finanční nákladovost a doba likvidace jaderného odpadu Jaderná energie a jaderné elektrárny. [online]. [cit ]. URL: < 22 Neobnovitelné zdroje. [online]. [cit ]. URL: < 10

11 Další neobnovitelné zdroje Kovy Mezi neobnovitelné zdroje patří například zásoby kovů. Konkrétně se jedná o měď, hliník, olovo, cín, mangan, nikl, železo, stříbro, zlato a mnoho dalších. Měď Měď patří ke kovům, které jsou známé již od nejstarších dob. Je to zhruba let, avšak naprostou většinu mědi (až 95 %) jsme vytěžili až v posledních letech. Je jedním z nejdůležitějších průmyslových kovů. Patří k omezeným zdrojům. Nicméně po použití je měď znovu sešrotována a až 80 % je znovu k dispozici. Měď se používá například v elektrických kabelech, datových kabelech, elektrických zařízeních, automobilových chladičích, zbraních, vodních dýmkách nebo špercích. Celková světová produkce je až 15 milionů tun ročně. Poptávka po mědi však výrazně roste a tím se snižují její zásoby. Největší poptávku představuje Čína. Hlavní producenti mědi jsou Spojené státy Obrázek 11 Měď americké, Chile a Peru. Naprostá většina měděných dolů nemůže do budoucna expandovat. Výsledky analýz tvrdí, že některé velké doly mohou být vyčerpány do roku Stříbro Stříbro je velice ceněný drahý kov. Používá se k výrobě šperků, příborů, mincí nebo nádobí. Je také obsažen v různých vodičích. Většina stříbra je vyprodukována jako vedlejší produkt jiných kovů, například mědi, zlata, olova nebo zinku. Stříbro se nejvíce produkuje například v Peru, Mexiku nebo Austrálii. Poptávka po stříbru je velice vysoká. Do několika let by mohli být veškeré zdroje stříbra prakticky nulové. 24 Podle posledních zpráv cena stříbra Obrázek 12 Stříbro rapidně roste, dokonce překročila jedenadvacetiletý rekord. Zájem o stříbro a stříbrné šperky neustále stoupá. Zásoby stříbra skupují drobní investoři, ale také státy Peak cooper. [online]. [cit ]. URL:<en.wikipedia.org/wiki/Peak_copper> 24 Silver. [online]. [cit ]. URL: <en.wikipedia.org/wiki/silver> 25 ČT24. Cena stříbra roste, překročila rekord. [online]. [cit ]. URL: < 11

12 Zlato Zlato se vyskytuje ve formě zrn v horninách a naplaveninách. V dnešní době těžba zlata a její produkce klesá. Historicky nejvíce zlata bylo z Jižní Afriky. V současné době ji předběhla Čína. Dalšími dodavateli jsou Spojené státy americké, Austrálie, Rusko a Peru. Zlato je trvale stabilní a cenný prostředek k obchodování. Z téměř poloviny vytěženého zlata se vyrábějí šperky. Dále se používá v oblasti investic a průmyslu. Má mnoho praktických využití, například v zubním Obrázek 13 Zlaté cihly lékařství, elektronice nebo elektroinstalaci. Samozřejmě je používáno i jako nástroj peněžní směny. Mnoho držitelů je využívá v podobě zlatých prutů a cihel jako zajištění proti inflaci a jiných hospodářských narušení Gold. [online]. [cit ]. URL: <en.wikipedia.org/wiki/gold> 12

13 Shrnutí závěrů práce Mnohé zásoby zdrojů mohou dojít lidstvu již v celkem krátké době. Někteří lidé je pro svoje potřeby nutně potřebují a v podstatě se bez nich již nedokážou obejít. Řešením je začít více využívat jiných zdrojů. Postupně budou neobnovitelné zdroje nahrazovány obnovitelnými a bude za ně hledat náhrada. Obnovitelné zdroje energie jsou jedna z možností do budoucnosti, jak bychom se mohli vypořádat s nedostatkem stále se zmenšujícím množstvím neobnovitelných zdrojů. Otázkou je, jak bychom měli hrozící nedostatek surovin řešit. Nejprve je třeba odhadnout, jaké rezervy surovin máme k dispozici a jakým tempem ubývají. Tam, kde to půjde, bychom měli hledat náhrady za nedostupné suroviny a zlepšit jejich recyklaci tak, aby byla ekonomicky výhodná. Suroviny budeme muset získávat i na méně obvyklých místech. Řada měst má stále vodovodní potrubí z mědi, ačkoli by mohlo být dávno nahrazeno plastem. Z dolů budeme moci pomocí moderních metod získat dosud nevyužité suroviny. Některé kovy bude možné získat i z mořské vody. 27 Například až dojde ropa, bude muset být nahrazena jinými zdroji. Myslím, že do té doby se určitě najde něco, co ji dokáže nahradit. Když se nad tím zamyslím, tak si myslím, že v dnešní době již jsou takové technologie, díky kterým může například automobil jezdit jinak, než na fosilní paliva. Dnes se odhaduje, že v relativně blízké době (do roku 2030) klesnou zásoby ropy na hranici asi 8,5 % celkového dnešního množství. V letech by mohly být vytěženy všechna dnes známá ložiska ropy. Zdroje zemního plynu by měli postačit na zhruba 100 let. O trochu lépe jsou na tom světové zásoby uhlí. Odhadem by měly lidstvu vystačit po několik dalších staletí, pokud ovšem zůstane jeho spotřeba na současné úrovni. To se však nedá předpokládat vzhledem k tomu, že uhlí bude muset v řadě odvětví nahradit ropu a jeho spotřeba prudce stoupne Kdy dojdou suroviny?. [online]. [cit ]. URL: < php> 28 Až dojdou zásoby ropy. [online]. [cit ]. URL: < 13

14 Závěr Cílem mé práce byl rozbor obnovitelných a neobnovitelných zdrojů pro rozvoj civilizace. Toto téma jsem si vybrala, protože jsem o něm příliš informací nevěděla. Díky této práci jsem se je dozvěděla. Nejprve jsem představila obnovitelné zdroje energie. Zaměřila jsem se na elektrárny naší republiky, které jsou znázorněny v mapách v příloze. Dále jsem rozebrala některé další obnovitelné zdroje. Dále jsem představila neobnovitelné zdroje energie. Ty jsem zpracovala obdobně jako obnovitelné zdroje. Pak jsem uvedla příklady dalších neobnovitelných zdrojů. Čerpala jsem z mnohých internetových zdrojů. Snažila jsem se práci sestavit tak, aby byla jasná i pro člověka, který o tomto tématu příliš informací nemá. Na konec práce jsem získala mapy, které znázorňují umístění jednotlivých elektráren v naší republice. 14

15 Zdroje použité literatury [1] ČERMÁKOVÁ, Martina. Co je biomasa a jak se s ní topí. Dostupné z URL: <hobby.idnes.cz/co-je-biomasa-a-jak-se-s-ni-topi-manual-nejen-pro-katerinujacques-pww-/hobby-domov.asp?c=a090407_171941_hobby-domov_mce> [2] ČEZ, a. s. Informace o uhelných elektrárnách. Dostupné z URL: < [3] ČEZ, a. s. Informace o větrné energetice. Dostupné z URL: < [4] ČEZ, a. s. Obnovitelné zdroje energie. Dostupné z URL: < [5] ČT24. Cena stříbra roste, překročila rekord. Dostupné z URL: < [6] DAŇKOVÁ, Šárka. Světové zásoby vody se tenčí. Dostupné z URL: < [7] Až dojdou zásoby ropy. Dostupné z URL: < [8] Environmental Idea. Uhelné elektrárny aneb špatná cesta do budoucna?!. Dostupné z URL: <environmental-idea.webnode.cz/uhelne-el/> [9] Gold. Dostupné z URL: <en.wikipedia.org/wiki/gold> [10] Jaderná energie. Dostupné z URL: < [11] Jaderná energie a jaderné elektrárny. Dostupné z URL: < [12] Kdy dojdou suroviny?. Dostupné z URL: < php> [13] Monitorování lesních ekosystémů. Dostupné z URL: < [14] Neobnovitelné zdroje. Dostupné z URL: < [15] Neobnovitelný zdroj energie. Dostupné z URL: <cs.wikipedia.org/wiki/neobnoviteln%c3%bd_zdroj_energie> [16] Obnovitelné zdroje. Dostupné z URL: < [17] Peak cooper. Dostupné z URL: <en.wikipedia.org/wiki/peak_copper> [18] Silver. Dostupné z URL: <en.wikipedia.org/wiki/silver> [19] Sluneční elektrárny (solární energie). Dostupné z URL: < [20] Větrné elektrárny. Dostupné z URL: < 15

16 [21] Vlivy člověka na půdu. Dostupné z URL: < [22] Vodní elektrárny v ČR. Dostupné z URL: < [23] Výroba energie z biomasy. Dostupné z URL: < [24] Zákon o životním prostředí. Dostupné z URL: <zakony-online.cz/?s40&q40=all> 16

17 Seznam obrázků Obrázek 1 Přečerpávací elektrárna Dlouhé Stráně... 4 Obrázek 2 Větrná elektrárna... 5 Obrázek 3 Solární elektrárna... 5 Obrázek 4 Dřevní štěpka... 6 Obrázek 5 Uzavřený cyklus CO Obrázek 6 Voda... 7 Obrázek 7 Půda... 7 Obrázek 8 Les... 8 Obrázek 9 Tepelná elektrárna Chvaletice... 9 Obrázek 10 Jaderná elektrárna Temelín...10 Obrázek 11 Měď...11 Obrázek 12 Stříbro...11 Obrázek 13 Zlaté cihly

18 Přílohy Všechny mapy v příloze jsou ze zdroje: Mapa vodních elektráren v České republice Mapa malých vodních elektráren v České republice 18

19 Mapa větrných elektráren v České republice Mapa slunečních elektráren v České republice 19

20 Mapa tepelných elektráren v České republice Mapa jaderných elektráren v České republice 20