DANE INFORMACYJNE

2. DANE INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • Zespół Szkół w Rajsku • ID grupy: • 98/85_P_G1 Opiekun: Anna Zimna • Kompetencja: • Przedsiębiorczość • Temat projektowy: • Znaczenie alternatywnych źródeł energii w Polsce i na świecie. • Semestr/rok szkolny: • IV/ 2011/2012

3. CZYM JEST BIOTOP? Najprościej ujmując biotop to środowisko naturalne wraz z zespołem czynników abiotycznych, stanowiących podłoże do życia człowieka, zwierząt i roślin. Biotop jest częścią nieożywioną, która jest niezbędna do życia organizmów żywych. Zalicza się do niego: wodę, powietrze, glebę, skały, światło Słońca, jony prostych związków nieorganicznych itp. Często zapominamy, że wszystkie te elementy są nam potrzebne do życia i nie tylko nie dbamy o nie, ale doprowadzamy do ich zniszczenia.

4. STAN ŚRODOWISKA W POLSCE Rozwój przemysłu oraz duży wzrost liczby ludności na obszarze Polski w XIX i XX wieku są głównymi przyczynami ogromnego przekształcenia środowiska naturalnego. W dążeniu do poprawy bytu niejednokrotnie zapominano o możliwościach adaptacyjnych środowiska. Prowadziło to często do nieodwracalnych zniszczeń. Każdy element środowiska naturalnego na obszarze Polski uległ przekształceniu.Ważnym problemem jest zanieczyszczenie powietrza. Pochodzi ono z trzech głównych źródeł - działalności przemysłowej (głównie przemysł energetyczny, metalurgiczny, chemiczny i cementowo-wapienniczy), pojazdów spalinowych i palenisk domowych.

5. Zanieczyszczone zostały również wody powierzchniowe i podziemne. Głównymi źródłami zanieczyszczenia są ścieki przemysłowe i komunalne oraz nawozy sztuczne i środki ochrony roślin wypłukane z gleby.Większość ścieków przemysłowych to wody chłodnicze. Są one w zasadzie czyste, lecz szkodzą środowisku ze względu na podwyższoną temperaturę.

6. Degradacji uległy gleby. Często są zakwaszane przez kwaśne deszcze. Największym jednak problemem jest niewłaściwa gospodarka rolna, prowadząca do przenawożenia oraz erozji gleb.W ogromnym stopniu przekształcona została szata roślinna i świat zwierzęcy. Dawne obszary leśne zostały zajęte pod uprawy rolnicze, a struktura gatunkowa istniejących lasów została diametralnie zmieniona. Dzisiaj w polskich lasach dominują drzewa iglaste, które ze względu na szybszy wzrost pozwalają na większe pozyskanie drewna. Ma to swoje negatywne konsekwencje.

7. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA CIEPLARNIANE

8. DZIURA OZONOWA

9. KWAŚNE DESZCZE

10. JAKOŚĆ WÓD

11. DEGRADACJA ŚRODOWISKA NATURALNEGO W POLSCE

12. BOGACTWA NATURALNE Najważniejsze bogactwa naturalne występujące w Polsce to węgiel kamienny oraz brunatny, rudy miedzi, rudy cynku i ołowiu, srebro, siarka, sól kamienna, kamienie budowlane, gaz ziemny, ropa naftowa. Spośród surowców energetycznych największe są zasoby węgla. Roczne wydobycie węgla kamiennego w Polsce to ok. 100 mln ton. Na koniec 2003 r. w Polsce zlokalizowanych było ok. 4,8 mld ton zasobów tego surowca (w tym ok. 3,9 mld ton zasobów łatwo dostępnych). Wydobycie węgla kamiennego w Polsce to ok. 2,2%, a węgla brunatnego aż ok. 7% wydobycia na świecie.* Mniej obfite są zasoby gazu ziemnego (krajowe wydobycie pokrywało w 2005 roku ok. 30% polskiego zapotrzebowania na ten surowiec), jeszcze mniejsze są zasoby ropy naftowej – tu łączne udokumentowane zasoby są niższe od rocznego przerobu polskich rafinerii.

13. Na węglu opiera się w Polsce wytwarzanie energii elektrycznej. ,Główną zaletą takiej struktury bilansu energetycznego jest to, że do produkcji wykorzystywane są najtańsze, dostępne w Polsce surowce. Struktura ta, co prawda, w ostatnich latach się zmienia (rośnie udział ropy naftowej i gazu ziemnego), ale zmiany zachodzą powoli i, wg prognoz Międzynarodowej Agencji Energii (IEA), udział tego surowca w zaspokajaniu potrzeb energetycznych Polski utrzyma się na porównywalnym poziomie (ok. 96%) nawet do 2020 r. Spośród pozostałych wymienionych surowców warte uwagi są zasoby miedzi. W Polsce wytwarza się ok. 3,3% światowej produkcji miedzi rafinowanej.

14. Produkcja energii elektrycznej w Polsce w rozbiciu na wykorzystywane paliwo (2002 r.): elektrownie zawodowe cieplne na węgiel kamienny 57% elektrownie zawodowe cieplne na węgiel brunatny 34% elektrownie przemysłowe na węgiel kamienny 6% elektrownie zawodowe wodne 3%

16. Podstawowe źródło energii - promieniowanie Podstawowym źródłem energii dla Ziemi jest promieniowanie słoneczne, wraz z którym dociera do Ziemi moc około 178000TW, z czego ok. 30% jest dobijane przez atmosferę, ponad 45% pochłaniają lądy i morza. Pozostała zostaje zużyta w procesie fotosyntezy (100 TW). Właśnie fotosynteza jest odpowiedzialna za powstawanie przez setki milionów lat: paliw kopalnych, węgla, torfu, ropy naftowej i gazu ziemnego.

17. Szybki wzrost zapotrzebowania na energię Olbrzymie zapotrzebowanie na energię wystąpiło w dobie rewolucji przemysłowej. W 1980 roku zużycie energii wzrosło 10-krotnie, choć liczba ludzi zwiększyła się tylko 2,5 krotnie. Wzrost jednostkowego zużycia w przeliczeniu na jednego mieszkańca Ziemi rośnie nadal.

18. Zastąpienie węgla innymi, bardziej ekologicznymi surowcami W drugiej połowie XX wieku węgiel przestał być głównym źródłem energii, zwłaszcza w krajach wysoko rozwiniętych. Zastąpiły go takie surowce jak ropa naftowa i gaz ziemny, a ważną rolę odegrały tu względy ekologiczne. W trakcie spalania węgla emitowane są do atmosfery szkodliwe pyły i związki głównie siarki. Ropa naftowa jest łatwiejsza do wydobyciu i transporcie, jest też bardziej kaloryczna niż węgiel. Po II wojnie światowej wzrosło znaczenie gazu ziemnego. Gaz ziemny ma wiele zalet: jest wysokokaloryczny, tani w wydobyciu, transporcie, jego zanieczyszczenie środowiska jest minimalne.

19. Elektrownie Energia elektryczna odgrywająca najważniejszą rolę w przemyśle i gospodarce wytwarzana jest głównie w elektrowniach cieplnych, wodnych, jądrowych i wiatrowych. Elektrownie cieplne wytwarzają ponad 60% światowej produkcji energii elektrycznej. W odróżnieniu od elektrowni cieplnych elektrownie wodne nie zanieczyszczają środowiska naturalnego.

20. Elektrownie wodne wymagają odpowiedniego ukształtowania terenu i znacznego potencjału wód, a także poniesienie dużych kosztów związanych z budową zapór wodnych. Jednak elektrownie wodne są znacznie tańsze niż cieplne i pod względem ekologicznych są lepsze od cieplnych oraz mogą pracować w różnych porach roku. Elektrownie wodne dostarczają 21% ogółu energii elektrycznej na świecie.

21. Poszukiwania nowych źródeł energii Wyczerpanie złóż surowców energetycznych oraz kryzysy naftowe spowodowały, że świat poszukuje alternatywnych źródeł energii. Rosnące koszty produkcji energii oraz ryzyko wyczerpania się zasobów energetycznych są motorem poszukiwań alternatywnych źródeł energii. W pierwszej kolejności zwrócono się ku najstarszym, znanym od wieków rozwiązaniom. Należy do niej wykorzystanie siły wiatru i Słońca.

22. W JAKIM CELU SZUKAMY NOWYCH ŹRÓDEŁ ENERGII? Czysta energia nie jest wymysłem szalonych naukowców zawartym w ich utopijnych projektach. Od kilkunastu lat wykorzystywana jest z powodzeniem na całym świecie a w przyszłości będzie miała ogromne znaczenie dla całej ludzkości. W dzisiejszym świecie nauka może prowadzić do poszerzenia horyzontów, zdobycia wiedzy czy też poznania świata. Jest także czymś co pozwala człowiekowi dążyć do polepszenia warunków swojego życia. Właśnie to sprawia, że dane dziedziny nauki rozwijają się szybciej a w efekcie są wdrażane w życie każdego z nas. Można ogólnie stwierdzić, że na rozwój czystej energii największy wpływ mają: wyczerpywanie się źródeł energii konwencjonalnej, wzrost ich cen oraz zwiększony nacisk na ochronę środowiska.

23. ELEKTROWNIE ATOMOWE W latach czterdziestych w związku z powstaniem pierwszych reaktorów powstał nowy typ elektrowni - elektrownie jądrowe. W elektrowni jądrowej energię uzyskujemy nie ze spalania paliw kopalnych, lecz z rozszczepiania jąder atomowych. Kocioł zostaje tu zastąpiony reaktorem jądrowym, czyli urządzeniem, w którym wytwarzana jest energia jądrowa. W reaktorzeprzebiega kontrolowana reakcja łańcuchowa, podczas której rozszczepiane jest tyle jąder, ile potrzeba do wytworzenia energii elektrycznej.

24. ENERGIA JĄDROWA Do produkcji energii atomowej potrzebny jest uran, którego złoża nie są niewyczerpalne. Właśnie, dlatego energia jądrowa należy do energii nieodnawialnych. Z drugiej strony energia cieplna powstaje w reaktorach jądrowych nie wskutek spalania (jak w przypadku ropy, węgla i gazu), lecz w wyniku rozszczepienia atomu, co może ją klasyfikować, jako energię niekonwencjonalną. Elektrownie atomowe są także czystsze od elektrowni węglowych, nie zanieczyszczają one powietrza szkodliwymi gazami. Istnieje jednak problem z wielowiekowym składowaniem odpadów silnie radioaktywnych. Do ich zalet można zaliczyć niewielką powierzchnię, jaką zajmują. Wadą jest wielkość obszaru zasilanego z takiej elektrowni. W przypadku awarii energii zostają pozbawieni mieszkańcy większych regionów. Coraz lepsze urządzenia dają poczucie bezpieczeństwa i katastrofy takie jak ta w Czarnobylu raczej nie powinny się zdarzyć.

25. Należy jednak pamiętać, w jakim świecie żyjemy i mieć na uwadze fakt, iż taki obiekt może być celem ataku terrorystycznego. Mówi się, że energia jądrowa jest tania. Tymczasem koszty inwestycyjne wielokrotnie przewyższają budowę elektrowni węglowych, a koszt wytworzenia 1 kW energii jest sześciokrotnie wyższy niż w przypadku elektrowni wodnej i aż czterdziestokrotnie większy w porównaniu z kotłownią centralnego ogrzewania na biomasą. Elektrownia atomowa wygląda, więc dobrze w porównaniu z elektrownią węglową, natomiast bardzo słabo w perspektywie wykorzystania energii odnawialnej.

27. Alternatywne źródła energii Inne niż klasyczne źródła energii, jakimi są paliwa naturalne. Należą do nich: Energia wodna Energia słoneczna Energia prądów morskich, pływów i falowania Energia wiatru Energia geotermalna Energia cieplna oceanu Biopaliwo, Biomasa, Biogaz

28. Alternatywne źródło energii - rodzaj pozyskiwania energii niezależny od dużych, instytucjonalnych dostawców. Energia ta wykorzystywana jest do zasilania zakładów, miast, często wytwarzana przez gospodarstwa domowe, będące jej konsumentami.

30. ENERGIA WIATRU • Sporą część energetycznych potrzeb świata mógłby zaspokoić wiatr. Trzeba go tylko „zaprząc” do pracy. Światowe zasoby energii wiatru, nadającej się do wykorzystania z technicznego punktu widzenia, to 53 tys. TWh/rok. Ta ilość energii to czterokrotnie więcej, niż wynosiło globalne zużycie energii elektrycznej w 1998 roku.

31. Instytut Energetyki Odnawialnej przygotował raport dotyczący wizji rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce do 2020 roku. Wynika z niego, że udział elektrowni wiatrowych w produkcji prądu będzie szybko wzrastać i może osiągnąć nawet 45%.IEO szacuje, że w 2020 r. elektrownie wiatrowe będą najtańszym odnawialnym źródłem energii elektrycznej– technologią, w której koszty produkcji energii będą porównywalne z kosztami produkcji energii elektrycznej w funkcjonujących elektrowniach jądrowych.

33. Budowa elektrowni wiatrowej

34. Wiatr jako nośnik energii wykorzystywano już w starożytności. Około 1800 lat temu w krajach śródziemnomorskich i w Chinach pojawiły się pierwsze silniki wiatrowe. W Babilonii wykorzystywano je do osuszania mokradeł, a w innych krajach do nawadniania pól. W VIII wieku w Europie pojawiły się duże wiatraki 4-skrzydłowe, w których budowie wyspecjalizowali się Holendrzy. We wczesnym średniowieczu silnik wiatrowy znalazł zastosowanie w młynach prochowych. Jednocześnie w niektórych krajach na terenach polderowych stosowano wiatraki przepompowujące wodę w celu osuszenia terenu uprawy. • Największą rolę energia wiatru odgrywała w XVI wieku, ogólna moc młynów napędzanych wiatrem wynosiła 1 TW. W końcu XIX wieku siłownie wiatrowe przestały już być doskonalone, a jednocześnie w Danii funkcjonowało ponad 30 000 takich młynów i mniej więcej tyle samo wiatraków było w Holandii.

35. Do 1940 roku Dania miała ponad 1300 działających generatorów wiatrowych. Do 1940 roku w USA zbudowano około 6 milionów takich generatorów. Turbiny wiatrowe były dla mieszkańców wsi w ówczesnych czasach jedynym dostępnym źródłem elektryczności. W 1960 roku na świecie wykorzystywano ponad 1 milion siłowni wiatrowych. Ponowny wzrost zainteresowania szerszym wykorzystaniem energii wiatru nastąpił po kryzysie energetycznym w 1973 roku. • Od tego czasu powstało na świecie tysiące instalacji wykorzystujących wiatr do produkcji energii elektrycznej. O opłacalności tych instalacji decyduje duża prędkość wiatru i stałość jego występowania w danym miejscu. Dlatego elektrownie wiatrowe są zazwyczaj budowane na terenach nadmorskich i podgórskich. W Europie Dania, Niemcy, Szwecja i Wielka Brytania znajdują się w czołówce państw wykorzystujących wiatr do produkcji energii elektrycznej.

36. Dania eksploatuje już ponad 5 tys. wiatraków, które w 1997 r. zaspokajały 6,5% zapotrzebowania na prąd. Koleje duńskie zamierzają wybudować w pobliżu torów 80 wielkich wiatraków, z których każdy będzie miał generator o mocy 1,5 MW. Energia czerpana z wiatraków pokryje zapotrzebowanie pociągów na prąd, co znacznie obniży emisję zanieczyszczeń powietrza przez dotychczas pracujące elektrownie. Na wybrzeżach Danii ma powstać dalsze pięć kompleksów elektrowni wiatrowych liczących 500 wiatraków. W Niemczech, w landzie Szlezwik-Holsztyn wiatraki są od dawna elementem krajobrazu. Do końca 1996 r. 1000 zespolonych elektrowni wiatrowych dostarczyło 6% zapotrzebowania energetycznego w tym rejonie. W Szwecji k. Malmo pracuje elektrownia wiatrowa o mocy 3 MW. Największą w Europie elektrownię wiatrową uruchomiono w 1996 r. w Walii, w pobliżu Carno. Elektrownia ta wyposażona jest w 56 turbin wytwarzających prąd o mocy ponad 30 MW.

37. Elektrownia wiatrowa London Array & Thanetw w estuarium Tamizy Ta jedna elektrownia o mocy 1,3 GW dostarczy energii dla 1/3 Londynu. Elektrownie wiatrowe buduje się nie tylko na lądzie, ale też na morzach - na płyciznach i w deltach rzek. Siła wiatru nad morzem, a co za tym idzie, moc takich elektrowni może być kilka razy wyższa niż na lądzie.

38. Obecnie w Polsce powstaje największa jak do tej pory elektrownia wiatrowa w Cisach. Wysokość jednego Wiatraka to 80m oraz średnica śmigła wynosi 80m.

39. Polska zajmuje  miejsce w trzeciej dziesiątce w światowym rankingu państw korzystających z energii wiatru.  W czołówce są: Niemcy, USA , Hiszpania, Indie oraz  Chiny. 61 proc. wszystkich zainstalowanych turbin wiatrowych znajduje się w Europie, 20 proc. w Ameryce Północnej, 17 proc. w Azji, 1,2 proc. w Australii i Oceanii, 0,6 proc. w Ameryce Południowej, 0,4 proc. w Afryce.

42. ZALETY ENERGETYKI WIATROWEJ brak zanieczyszczeń środowiska energia wiatru jest darmowa możliwość lokalizacji na nieużytkach i terenach zanieczyszczonych zmniejszenie bezrobocia (stałe zatrudnienie dla ok. 5000 osób)

43. WADY ENERGETYKI WIATROWEJ cykliczność pracy (z powodu zmiennej prędkości wiatru) wysokie koszty inwestycji wysokie koszty eksploatacji hałas zagrożenie dla ptaków

45. POTENCJALNA ENERGIA WIATROWA W EUROPIE

46. PRODUKCJA ENERGII WIATROWEJ NA ŚWIECIE

47. Energia słoneczna: Energia słoneczna – wykorzystuje energię promieni Słońca docierającą do Ziemi, której zasoby są olbrzymie. Jednakże problemem w upowszechnieniu się wykorzystania tego źródła energii są wysokie koszty produkcji i stosunkowo niska wydajność obecnie wykorzystywanych ogniw słonecznych.

48. W Szwajcarii opracowano również nowy sposób spożytkowania energii słonecznej. Na szosie w pobliżu Interlaken oddano do użytku instalację, która “zbiera” latem ciepło z rozgrzanej promieniowaniem słonecznym szosy, natomiast zimą oddaje je i podgrzewa jezdnię, przeciwdziałając jej oblodzeniu. Zasada działania instalacji jest następująca: pod jezdnią umieszczono wielką wężownicę, przez którą przepływa mieszanina wody i glikolu. Podgrzana ciecz kierowana jest do wnętrza góry, gdzie następuje oddawanie ciepła skałom za pośrednictwem 91 sond wykonanych z polietylenu. Latem, gdy temperatura asfaltu często przekracza 60C, skały wewnątrz góry podgrzewają się do ok. 20C. Cała góra może akumulować 200 tys. kWh energii cieplnej, którą zimą stopniowo się wykorzystuje.

49. Energia słoneczna W 1981 r.  samolot Solar Challenger przeleciał nad kanałem La Manche wykorzystując jako jedyne źródło zasilania energię słoneczną. Skrzydła tego samolotu pokryte były bateriami słonecznymi, które zasilały silnik elektryczny. Gdybyśmy potrafili przetworzyć całą energię słoneczną docierającą na Ziemię w czasie 40 minut pokryłaby ona całoroczne zapotrzebowanie ludzkości. Póki co możemy wybrać jedną z wielu istniejących technologii.

50. PROMIENIOWANIE CAŁKOWITE W POLSCE