Fakty:

1. Według szacunków ONZ (2006) 1,5 do 3 mld ludzi na świecie ok. 30% populacji nie ma dziś dostępu do energii elektrycznej.2. Ponad 80 % produkowanej energii pochodzi ze źródeł kopalnych

Według prognoz ONZ (2006) w roku 2050 liczba mieszkańców Ziemiwzrośnie z 6.5 mld do 9.5 mld.

Światowy pobór mocy elektrycznej i grzewczej szacujemy obecnie na:13,5 TW (13,5 1012 W)

Według bardzo ostrożnych szacunków w 2050 roku będziemy potrzebowali30 TW

Jeśli założymy spożycie energii w „amerykańskim stylu” wtedy będziemy potrzebowali:100 TW

Energia Odnawialna – Fakty i mity.

Jak to wpłynie na efekt cieplarniany:

Obecnie stężenie CO2 to 380 ppm.W XVIII wieku – przed rewolucją przemysłową było 275 ppm

Wzrost stężenia do 550 ppm spowoduje wzrost średniej temperaturyna świecie o 1-2 oC. Nie będzie to jeszcze katastrofa globalna ale spowoduje istotne zmiany w przyrodzie np. znikną rafy koralowe.

Jeśli chcemy żeby w 2050 roku stężenie CO2 nie było wyższe niż 550 ppmTo musimy wyprodukować 20 TW energii ze źródeł alternatywnych – bez emisji CO2

Wniosek:W ciągu najbliższych 43 lat musimy zwiększyć produkcje energii elektrycznej

o 15 do 22 TW czyli wytwarzać 2.5 razy więcej energii niż obecnie.

Zmiany temperatury

Fluktuacje temperatury (niebieski) i koncentracja dwutlenku wegla (czerwony) w ciagu ostatnich 400,000 lat.Dane na podstawie rdzeni lodowych z Antarktydy.Dane na podstawie:A. V. Fedorov et al. Science 312, 1485 (2006).

Rekonstrukcja zmian temperatury przy powierzchni (dla półkuli północnej) przeprowadzona przez 6 różnych zespołów badawczych. Wszystkie wyniki pokazuja znaczny wzrost średniej temperatury w ostatnm dziesięcioleciu

Reference: NRC, 2006.

Każdego dnia Słońce zalewa Ziemię energią o mocy 170 000 TW

My dzisiaj potrzebujemy „tylko” 13,5 TW

Gaz Ziemny23%

Węgiel23%

Energia jądrowa

8%

Energia odnawialna

6%Ropa40%

45

31

9

66

2 1

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1. Kw

SłońceWiatrŹródła GeotermalneBiopaliwaOdpadyBiomasaWoda

•Za 43 lata musimy wyprodukować 20 TW ze źródeł odnawialnych

•Dzisiaj produkujemy w ten sposób 0.8 TW

•Jeśli z tego zrezygnujemy i postawimy na energie jądrową to do 2050 roku trzeba wybudować 20 000 reaktorów atomowych o mocy 1000 MW każdy.

•Dzisiaj na całym świecie są 442 reaktory produkujące łącznie 0,37 TW28 reaktorów jest w budowie i do 2015 roku powinny dać dodatkowe 0.02 TW

•Żeby energia jądrowa zapewniła nam wystarczającą ilość energii od dzisiaj Musimy każdego tygodnia musimy uruchamiać

przynajmniej jeden nowy reaktor jądrowy

Jak i za co?

Biomasa

Jeśli wykorzystamy całą powierzchnie rolniczą naszej planety TYLKOna produkcje biomasy to otrzymamy około 5 TW energii.W procesie technologicznym otrzymamy jednak znaczne ilości CO2 dzisiaj trudne do oszacowania bo nie wiemy jak funkcjonują tak wielkie generatoryBiomasy.

Jeśli zabudować cała powierzchnie lądów, na których wiatr spełnia minimalne wymagania dla generowania energii elektrycznej to możemy otrzymać globalnie2 TW energii.

Wiatr

Turbina wiatrowa MAŁE Rutland 503/913 12 V (cena ok. 3000 PLN)

NapięcieNapięcie Moc maxMoc max Wiatr Wiatr

10 m/s10 m/s

ŚrednicaŚrednica Ilość łopatIlość łopat MasaMasa

12 V12 V 60 W60 W 25 W25 W 51 cm51 cm 66 3.5 kg3.5 kg

12 V12 V 220 W220 W 72 W72 W 91 cm91 cm 66 10,5 kg10,5 kg

503

913

Turbina wiatrowa ŚREDNIE (np. Domek jednorodzinny)AC 1002 (cena ok. 17 000 PLN)

NapięcieNapięcie Moc maxMoc max WydajnośćWydajność ŚrednicaŚrednica Ilość łopatIlość łopat MasaMasa

220 V220 V 1000 W1000 W 24 24 kWh/dzieńkWh/dzień

240 cm240 cm 33 4545

Turbina wiatrowa DUŻA WHI 500 / 3000W (cena 25000 PLN)

NapięcieNapięcie Moc maxMoc max Wiatr Wiatr

10 m/s10 m/s

ŚrednicaŚrednica Ilość łopatIlość łopat MasaMasa

24/36/48 V24/36/48 V 3000 W3000 W 2500 W2500 W 450 cm450 cm 22 70 kg70 kg

Turbina wiatrowa DUŻA WT8 z masztem (cena 100 000 PLN)

NapięcieNapięcie Moc maxMoc max WydajnośćWydajność ŚrednicaŚrednica Ilość łopatIlość łopat MasaMasa

230/400 V230/400 V 8000 W8000 W 192 192 kWh/dzieńkWh/dzień

540 cm540 cm 33 400400

Gęstość powietrza: =1.3 kg/m2

Prędkość wiatru v1= 10 m/s

v1 v2

R=58 m

W ciągu jednej sekundy przez walec przechodzi kg 10141R V 31

2 tvm

Wysokość masztu150 m

Energia kinetyczna strumienia powietrza MJ 6.8

2

2

vm

EK

Sprawność turbiny ok. 15 % więc wiatrak ma moc ok. 1 MW

Gospodarstwo domowe zazwyczaj ma umowę na maksymalny pobór mocy 3 kWCzyli jeden wiatrak zaopatrzy małe osiedle z ponad 300 gospodarstwami domowymi.

Wiecej informacji na stronie:http://www.enertrag.com

Ile praktycznie możemy uzyskać.Ile praktycznie możemy uzyskać.

Zakładając wykorzystanie 10% maksymalnie dostępnych zasobów Zakładając wykorzystanie 10% maksymalnie dostępnych zasobów

(obecnie wykorzystujemy 0.1 % ) :(obecnie wykorzystujemy 0.1 % ) :

Biomasa 0.5 TWBiomasa 0.5 TW

Wiatr 0.2 TWWiatr 0.2 TW

Hydroelektrownie 0.16 TWHydroelektrownie 0.16 TW

Energia geotermalna 1.2 TWEnergia geotermalna 1.2 TW

Energia pływów morskich 0.2 TWEnergia pływów morskich 0.2 TW

RAZEM 2.26 TWRAZEM 2.26 TW

10 RAZY ZA MAŁO !10 RAZY ZA MAŁO !

Zostaje nam energia Słoneczna

Na Ziemię pada 170 000 TW.Szacujemy że 600 TW można wykorzystać praktycznie.

Aby uzyskać brakujące 20 TW konwerterami słonecznymi o sprawności 10% trzeba by pokryć około 800 000 km2 (Powierzchnia Polski ok. 322 000 km2)

Ponieważ zostało nam 43 lata więc każdego dnia trzeba instalować około 1 GW mocy.

Dzisiaj rocznie produkujemy ogniwa fotowoltaiczne dające około 1 GW

Jak to zrobić?

Technologie wodorowe:

Ogniwa wodorowe – przemiana „wody w wodę”

Energii nie wystarczy wytworzyć : trzeba ja przechować i przesłać.

Technologie bezpiecznego magazynowania i przesyłania wodoru.

Potrzebne sa nowe katalizatory reakcji rozkładu H2O na O2 i H2 .

Inne rodzaje energii

Hydroelektrownie - globalnie szacowane na 1.6 TW (względy ekologiczne i ekonomiczne)

Energia geotermiczna – globalnie szacowana na 12 TW (bardzo drogie instalacje)

Energia pływów morskich – globalnie szacowana na 2 TW(nie znamy technologii wydajnej produkcji)

Synteza termojądrowaPrądy atmosferyczneBaterie słoneczne w kosmosieKomin słonecznyZimna fuzjaAntymateria

Energie przyszłości:

Pierwsza taka instalacja powstała w Manzanares w Hiszpani w 1981r. Miała powierzchnię 4.5 ha i dwustumetrowy komin, pozwalało to na uzyskanie mocy 50 kW. Prawdziwy gigant do wykorzystania komercyjnego projektowany był w Milduar (południowa Australia). Elektrownia miała składać się z koła pokrytego szklarniami o średnicy blisko 7 km i komina około 1 km wysokości. Zakładano osiągnięcie mocy 200 MW. W tym roku (2006r) z powodu kłopotów w zebraniu odpowiednich finansów ogłoszono o redukcji projektu do 25% planowanej wielkości (o mocy około 50 MW).

Komin słoneczny

Aby elektrownia mogła działać w nocy w szklarniach będą znajdowały się bloki szybko nagrzewających się materiały oddających ciepło po zachodzie

słońca.

Wysokość wieży - 1 000 m (1 km) Średnica 130 metrówŚrednica Kolektora (szkło polikrystaliczne) 7 000 m (S=38,5 106 m2)

Turbiny 32 x 6.25 MW = 200 MW

KONIEC