Gmina Pniewy Olimpiada wiedzy nt. niskiej emisji

dla uczniów szkół podstawowych

Strona 2 z 29

Niniejsze opracowanie powstało dzięki

wsparciu finansowemu

Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska

i Gospodarki Wodnej

w Poznaniu

OPRACOWANIE

mgr inż. Daria Jarońska

mgr inż. Katarzyna Korzeniewska

mgr Justyna Tomczak

Strona 3 z 29

Spis treści 1. Niska emisja ..................................................................................................................................... 4

2. Źródła energii................................................................................................................................... 9

2.1. Energia elektryczna ................................................................................................................. 9

2.2. Energia cieplna ...................................................................................................................... 10

2.3. Energia do działania – energia metaboliczna ........................................................................ 10

2.4. Energia w przyrodzie ............................................................................................................. 10

2.5. Energia do wszystkiego ......................................................................................................... 11

2.6. Energia nieodnawialna .......................................................................................................... 11

2.7. Energia odnawialna ............................................................................................................... 12

3. Odnawialne źródła energii (OZE) ................................................................................................... 13

3.1. Rodzaje odnawialnych źródeł energii .................................................................................... 13

3.1.1. Energia słoneczna .......................................................................................................... 13

3.1.2. Energia wiatru ............................................................................................................... 16

3.1.3. Energia geotermalna ..................................................................................................... 16

3.1.4. Energia biomasy ............................................................................................................ 17

3.1.5. Energia wody ................................................................................................................. 17

3.2. Wady i zalety odnawialnych źródeł energii ........................................................................... 18

4. Powietrze, jego zanieczyszczenia .................................................................................................. 19

5. Sposoby ochrony powietrza .......................................................................................................... 23

6. Sposoby na walkę z wysokim zużyciem energii ............................................................................. 25

7. Transport i jego wpływ na środowisko .......................................................................................... 27

Strona 4 z 29

1. Niska emisja

Niska emisja związana jest z pojęciem

zanieczyszczanie powietrza. Przyczyn

zanieczyszczenia powietrza jest kilka. Są nimi

m.in:

domowe piece centralnego ogrzewania;

transport samochodowy;

elektrownie węglowe;

zakłady przemysłowe.

Niska emisja (emisja na niskiej wysokości) wynika z ogrzewania domów za pomocą węgla

i innych paliw oraz śmieci, często w piecach niespełniających żadnych przepisów związanych

z emisją zanieczyszczeń, wydobywających się z pieca podczas spalania. W piecach, które nie

spełniają wymaganych norm emisji, można spalić nie tylko muł i miał, czyli gorszej jakości

odpad węgla, ale także zwykłe śmieci, w tym tworzywa sztuczne. Niska emisja generowana

jest także przez transport oraz przemysł. Niska emisja jest zjawiskiem szczególnie

szkodliwym, ponieważ wprowadzane do powietrza zanieczyszczenia gromadzą się wokół

miejsca powstania i stwarzają niebezpieczeństwo dla mieszkańców, którzy są narażeni na

wdychanie zanieczyszczeń niebezpiecznych dla zdrowia.

Niska emisja jest przyczyną pojawienia się w powietrzu wielu szkodliwych substancji,

wśród których można wyszczególnić przede wszystkim pyły oraz różne związki chemiczne,

które mogą wpłynąć na zdrowie człowieka, a także na stan techniczny budowli m.in. poprzez:

groźne choroby płuc i innych układów ciała człowieka, a także innych organizmów, jak

np. roślin czy zwierząt;

silne zatrucia;

niszczenie budynków i korozja konstrukcji metalowych.

Niska emisja przyczynia się do powstawania negatywnych zjawisk w środowisku, którymi

są:

smog;

kwaśne deszcze;

Strona 5 z 29

dziura ozonowa;

globalne ocieplenie.

Smog jest nienaturalnym zjawiskiem występującym w środowisku, polegającym na

łączeniu się zanieczyszczenia powietrza wywołanego przez działalność człowieka z gęstą mgłą

w momencie kiedy pogoda jest bezwietrzna. Wyróżnia się dwa rodzaje smogu:

smog Londyński (klasyczny),

typu Los Angeles.

Smog ze względu na swoje właściwości chemiczne ma duży wpływ na zdrowie ludzi.

Substancje chemiczne są czynnikami alergizującymi, działającymi przede wszystkim na układ

oddechowy i mogą wywołać m.in. astmę, przewlekłe zapalenie płuc oraz niewydolność

oddechową, raka.

Rysunek 1. Smog w jednym z miast

W Polsce zauważa się lokalne wzrosty poziomów stężenia smogu. Dlatego też organizuje

się akcje informacyjne dla mieszkańców – informacje w telewizji, radio, plakaty

o zagrożeniach jakie niesie za sobą smog i jak można obniżyć jego oddziaływanie. Aby

zaprzestać działaniu smogu należy: wymienić piec na bardziej ekologiczny, nie palić śmieci,

ograniczyć wyjazdy samochodem. Człowiek, aby chronić się przed smogiem w miejscach,

w których występuje, powinien nosić maskę na twarzy, chroniącą go przed wdychaniem

szkodliwych substancji w powietrzu.

Kwaśne deszcze są jednym z niepożądanych objawów niskiej emisji, czyli są to deszcze

o składzie chemicznym kwaśnym, dużo bardziej szkodliwym niż tych substancji znajdujących

Strona 6 z 29

się w niezanieczyszczonym deszczu. Kwaśne deszcze zawierają duże ilości pierwiastka siarki,

który w połączeniu z wodą tworzy substancję kwasową.

W wyniku opadów kwaśnych deszczy następują:

uszkodzenie igieł i liści drzew;

zakwaszenie gleby;

zaburzenia rozmnażania u zwierząt;

poważne pogorszenie stanu lasów;

niszczenie budynków;

korozja metali.

Rysunek 2. Las zniszczony przez kwaśne deszcze

Kwaśne deszcze powstają głównie w wyniku spalania paliwa z transportu i uwalnianiu się

szkodliwych substancji do atmosfery.

Dziura ozonowa jest ubytkiem w atmosferze, przez który może przenikać

promieniowanie słoneczne do powierzchni Ziemi. Atmosfera zbudowana jest z ozonu (O3),

który tworzy warstwę otaczającą Ziemię, w wyniku czego do powierzchni Ziemi nie dociera

promienie ultrafioletowe (UV), które jest szkodliwe dla człowieka. Dziura ozonowa powstaje

w wyniku dostawania się do atmosfery (ozonosfery) szkodliwych substancji takich, jak: tlenki

azotu, freony i halony. Poprzez łączenie się tych substancji z ozonem następuje reakcja

Strona 7 z 29

chemiczna, w wyniku której warstwa ozonu (O3) wchodzi w reakcję zmieniając ozon w tlen

(O2) i wolny tlen (O) łączący się z innym tlenem powstałym podczas rozpadu ozonu, tym

samym zmniejszając ilość ozonu w atmosferze. Szkodliwe substancje takie, jak freony

i halony w głównej mierze odpowiedzialne za powstawanie dziury ozonowej, uwalniają się

do atmosfery ze starych lodówek, nieszczelnych klimatyzatorów i chłodni. W wyniku

uszkodzenia warstwy ozonu stanowiącej swoistą barierę, następuje m.in. przenikanie

promieniowania UV do powierzchni Ziemi. Promienie UV są szkodliwe i mogą wywołać

np. raka skóry. Człowiek może chronić się przed promieniowaniem UV stosując specjalne

kremy z filtrem, noszenie okularów przeciwsłonecznych ze specjalnymi szkłami, unikanie

długiego przebywania i opalania się na słońcu.

Rysunek 3. Mechanizm powstawania dziury ozonowej

Globalne ocieplenie spowodowane jest gromadzeniem się zanieczyszczeń (gazów

cieplarnianych, głównie dwutlenku węgla) w obrębie górnej warstwy atmosfery, blokujących

i odbijających ciepło, które dostaje się do powierzchni Ziemi w wyniku, czego następuje

podnoszenie się temperatury na Ziemi. Należy rozróżnić dwa terminy: efekt cieplarniany oraz

globalne ocieplenie. Efekt cieplarniany jest dobrym zjawiskiem. Bez warstwy gazów

cieplarnianych znacznie większa ilość promieniowania słonecznego wracałaby w przestrzeń

kosmiczną. Efekt cieplarniany podnosi temperaturę aż o 33°C, zapewniając sprzyjającą życiu,

średnią temperaturę 14°C. Wywołane przez człowieka zmiany klimatu, m.in. uwalnianie

zanieczyszczeń, potęgują efekt cieplarniany. Dotąd dobroczynny mechanizm staje się dla nas

groźny.

Ogrzewanie się klimatu przyczynia się do topnienia lodowców w wyniku, czego następuje

podtopienie gruntów. Globalne ocieplenie wpływa także na zmiany klimatu, które

negatywnie oddziałują na środowisko poprzez:

Strona 8 z 29

gwałtowne zmiany klimatu w postaci gwałtownych burz, powodzi czy trąb

powietrznych;

fale upałów;

w wyniku zmian klimatu, giną niektóre gatunki roślin i zwierząt;

topnienie lodowców Arktyki, Antarktydy oraz lodowców górskich, w wyniku czego

podnosi się poziom mórz i oceanów;

występowanie chorób tropikalnych w krajach w których nigdy nie miały miejsca;

zamieranie raf koralowych w wyniku zmian w jakości wód i oceanów, w których żyją.

Rysunek 4. Topnienie lodowców wywołane przez globalne ocieplenie

Strona 9 z 29

2. Źródła energii

Żeby nastąpiła jakakolwiek zmiana lub zaszło jakieś zdarzenie, potrzebna jest energia.

To moc, która pozwala działać, pracować i poruszać się ludziom, zwierzętom i maszynom.

Organizmy żywe i maszyny korzystają z tej samej energii, chociaż występuje ona pod różnymi

postaciami. Dzięki jednej działają urządzenia w naszych domach, szkołach i biurach, pracują

ogromne maszyny w fabrykach, a w budynkach i na ulicach świeci się światło. Tę energię

nazywamy elektryczną. Moc, dzięki której poruszają się pojazdy, to także energia. Pojazdy

czerpią ją, spalając paliwa kopalne – ropę i gaz. Jest też energia, z której korzystają wszystkie

organizmy żywe – energia życiowa.

Energia jest to zdolność do wykonywania pracy. Czyli dzięki pozyskaniu lub wytworzeniu

energii możemy pracować. Energia może przybierać różne formy, które wymieniono

w punktach poniżej.

2.1. Energia elektryczna

Jest najpowszechniejszą formą energii, którą wykorzystuje człowiek. Tak bardzo

przyzwyczailiśmy się do korzystania z energii elektrycznej, że czasem nie zdajemy sobie

sprawy, jak wiele rzeczy jej zawdzięczamy. Światło, ciepło i prąd – każda z tych rzeczy wiąże

się z zużyciem energii elektrycznej.

Prąd elektryczny powstaje, gdy poruszają się maleńkie, niewidoczne gołym okiem

cząsteczki, zwane elektronami. Cząsteczki są naładowane elektrycznie, a w ruch wprawia je

niewidzialna siła – napięcie elektryczne. Ruchu cząsteczek, czyli przepływu prądu

elektrycznego, nie możemy zobaczyć, ale za to widzimy efekt tego ruchu, na przykład

w postaci świecącej się żarówki czy grającego radia.

Skąd mamy prąd? Korzystamy z prądu przez cały czas, ale bardzo rzadko zastanawiamy

się, skąd się bierze. Prąd elektryczny wytwarzany jest w elektrowniach.

Możemy wyróżnić elektrownie węglowe, jądrowe oraz elektrownie tzw. alternatywne

korzystające z odnawialnych źródeł energii, którymi są: energia słońca, wiatru, wody,

wnętrza ziemi (energia geotermalna), biomasa.

Można więc śmiało powiedzieć, że elektrownia to taka fabryka, w której produkuje się

prąd. W elektrowni pracuje specjalne urządzenie, zwane generatorem, które wytwarza prąd.

Strona 10 z 29

Wytworzony prąd elektryczny jest rozsyłany do wszystkich odbiorców – do domów, biur

i fabryk – siecią przewodów wysokiego napięcia.

2.2. Energia cieplna

Jest to energia, z której korzystamy np. podczas przygotowywania posiłków,

podgrzewając obiad czy inne danie. Energia cieplna jest wykorzystywana także do

ogrzewania budynków, aby zapewnić odpowiedni komfort użytkownikom. Energię cieplną

możemy pozyskać np. ze spalania różnych surowców.

2.3. Energia do działania – energia metaboliczna

Ludzie potrzebują nie tylko energii elektrycznej, dzięki której mogą coraz wygodniej

i bezpieczniej żyć. Ludzie przede wszystkim potrzebują energii do życia, mocy, która pozwala

działać naszym organizmom. Dzięki niej pracują nasze mięśnie – możemy chodzić i biegać,

przepływa krew, bije serce i działa mózg. Ale przecież nie pobieramy prądu, nie mamy

specjalnych ładowarek, dzięki którym możemy dostarczyć naszemu organizmowi niezbędną

do życia energię. Skąd zatem ona pochodzi? Czerpiemy ją z pożywienia. Produkty

żywnościowe są magazynami energii. Nasz organizm potrzebuje stale „paliwa”, i to

najwyższej jakości, aby pracować bezawaryjnie. Jemy zatem, aby żyć i cieszyć się dobrym

zdrowiem.

2.4. Energia w przyrodzie

W otaczającej nas przyrodzie też jest energia elektryczna. Mamy z nią do czynienia nawet

codziennie. Wiele procesów i zjawisk, jak poruszanie się zwierząt i ludzi, praca naszego serca

czy mózgu, a także groźne pioruny podczas burzy i piękne zorze polarne na biegunach,

zachodzą dzięki energii elektrycznej. Nie wytwarzają jej urządzenia wymyślone przez

człowieka. Energia ta jest całkowicie naturalna.

Strona 11 z 29

2.5. Energia do wszystkiego

Energia jest nam bardzo potrzebna i odgrywa ważną rolę w naszym życiu. Pozwala nam

sprawnie działać, szybko i łatwo wykonywać różne czynności, zadania i obowiązki, dzięki niej

mamy komfortowe warunki do nauki, pracy i odpoczynku. Człowiek wykorzystuje energię

praktycznie w każdej dziedzinie życia. Z różnych form energii korzystamy nieustannie, na co

dzień – w gospodarstwach domowych, w biurach, w przemyśle, w rolnictwie i w transporcie.

Z energią żyjemy wygodnie i bezpiecznie.

Energię możemy czerpać z nieodnawialnych i odnawialnych źródeł energii

2.6. Energia nieodnawialna

To taka której surowce powstały kilkaset milionów lat temu i nie ulegają odtworzeniu.

Ich ciągłe wykorzystanie powoduje wyczerpywanie się surowców w związku z czym

w przyszłości może nam ich zbraknąć. Do źródeł energii nieodnawialnej zaliczamy: węgiel

kamienny, węgiel brunatny, ropę naftową, gaz ziemny, uran. Powstawanie paliw kopalnych

to proces długotrwały, trwający wiele milionów lat, tymczasem energochłonna gospodarka

człowieka powoduje szybkie ich wyczerpywanie. Żeby produkować energię, trzeba spalać

bardzo dużo paliw kopalnych, czyli węgla, ropy naftowej lub gazu. Wydobycie tych surowców

jest trudne i nierzadko także niebezpieczne, a do tego kosztowne. Złoża paliw kopalnych

wciąż się kurczą, bo ludzie cały czas je wydobywają i spalają, a ponieważ proces powstawania

paliw kopalnych trwa miliony lat, zabrane surowce, nie odtworzą się. Dlatego mówimy, że są

to nieodnawiane źródła energii. Wkrótce może zabraknąć nam węgla, gazu i ropy naftowej.

Ponadto energia pozyskiwana ze źródeł kopalnych, tradycyjnych emituje duże ilości

zanieczyszczeń do atmosfery, głównie dwutlenku węgla w przypadku spalania węgla, oraz

związków azotu i siarki w przypadku spalania paliw transportowych, co wpływa na stan

środowiska naturalnego.

Strona 12 z 29

Nieodnawialne źródła energii

•węgiel kamienny

•węgiel brunatny

•ropa naftowa

•gaz ziemny

•uran

Odnawialne źródła energii

•słońce

•wiatr

•woda

•energia wnętrza ziemi

•biomasa

2.7. Energia odnawialna

To taka energia, która wykorzystuje źródła energii, które są dostępne i praktycznie nigdy

się nie skończą, a ich odnawianie jest naturalne. Do odnawialnych źródeł energii zaliczamy

energię: słońca, wiatru, wody, energii wnętrza ziemi, biomasy. Z odnawialnych źródeł energii

elektrownie produkują taką samą energię, jak ze spalania paliw kopalnych. Wykorzystanie

energii odnawialnej nie zmniejsza jej zasobów i co bardzo ważne, nie powoduje

zanieczyszczenia środowiska naturalnego. A chociaż wciąż jeszcze za rzadko korzystamy

z odnawialnych źródeł energii, to zainteresowanie nimi jest coraz większe.

Podział nieodnawialnych i odnawialnych (alternatywnych) źródeł energii przedstawiono

na schemacie poniżej.

Strona 13 z 29

3. Odnawialne źródła energii (OZE)

W wyniku ciągłego wzrostu zapotrzebowania na energię pochodzącą ze źródeł

nieodnawialnych, naukowcy podjęli się próby stworzenia urządzeń, które do funkcjonowania

będą pozyskiwały energię ze źródeł, które występują w środowisku i są odnawialne. Stąd też

szuka się źródeł alternatywnych, czyli zamienników służących do pozyskania energii. Takimi

zamiennikami mogą być: wiatr, woda, słońce, biomasa i energia wnętrza Ziemi.

Prawie cała energia na Ziemi pochodzi od słońca. Słońce ogrzewa planetę i umożliwia

rozwój życia – roślin, zwierząt. Dawno temu ludzie nauczyli się wykorzystywać energię do

własnych celów. Najpierw korzystali z ognia do ogrzewania jaskini, jako źródła światła i do

przygotowywania jedzenia. Siłę wiatru wykorzystywali do mielenia zboża w wiatrakach,

potem do elektrowni wiatrowych. Wodę wykorzystywano w młynach wodnych, obecnie

w elektrowniach wodnych. Słońce zaczęto wykorzystywać do gromadzenia energii słonecznej

w bateriach słonecznych, a potem do ogrzewania domostw i wody. Taka energia jest energią

odnawialną – źródła jej powstawania się nie wyczerpią, a w człowiek powinien inwestować

w rozwój energetyki odnawialnej.

Ponadto zaczęto zwracać dużą uwagę na środowisko, które coraz bardziej zostaje

zanieczyszczone. W momencie pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych nie są

emitowane żadne zanieczyszczenia do środowiska, stąd też OZE jest dobrym sposobem na

poprawę stanu środowiska.

3.1. Rodzaje odnawialnych źródeł energii

3.1.1. Energia słoneczna

Jest wykorzystywana przez urządzenia, które mogą zamienić energię słońca na energię

elektryczną lub cieplną. Do tego celu służą urządzenia takie jak kolektory słoneczne lub

ogniwa fotowoltaiczne.

Słońce jest to gwiazda niebieska będąca w centrum układu planetarnego. Otrzymujemy

od niego światło i ciepło, dzięki któremu jest podtrzymywane życie na Ziemi. Energia

pochodząca ze słońca w warunkach klimatycznych Polski jest wartością odpowiednią do

funkcjonowania urządzeń typu kolektor słoneczny czy ogniwo fotowoltaiczne. Urządzenia te

Strona 14 z 29

są najczęściej instalowane przez społeczeństwo na swoich domach czy w ich otoczeniu.

Wykorzystanie energii słońca do pozyskiwania energii elektrycznej lub cieplnej, przy pomocy

wymienionych instalacji, polega na zamianie energii pozyskanej ze słońca.

Kolektory słoneczne to urządzenia służące do pozyskiwania energii cieplnej z energii

słońca. Posiadają one wiele zalet. Przede wszystkim wykorzystują ogólnodostępną energię

odnawialną pochodzącą ze słońca, są nieszkodliwe dla środowiska, umożliwiają pozyskanie

ciepłej wody praktycznie bez rachunków i opłat, mają wysoką sprawność, stanowią wsparcie

dla tradycyjnych systemów przygotowania ciepłej wody użytkowej c.w.u.– kotłów, a zwrot

kosztów inwestycji jest stosunkowo krótki.

Kolektor płaski Kolektor próżniowy

Rysunek 5. Podstawowe rodzaje kolektorów słonecznych

Instalacja fotowoltaiczna, jest to zestaw urządzeń służący do pozyskiwania energii

elektrycznej z energii słońca, przy wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego zachodzącego na

powierzchni panelu fotowoltaicznego. Na instalacje fotowoltaiczną składa sią różna ilość

paneli fotowoltaicznych – uzależniona jest ona od zapotrzebowania na energię elektryczną.

Panel fotowoltaiczny polikrystaliczny

Panel fotowoltaiczny monokrystaliczny

Panel fotowoltaiczny cienkowarstwowy (amorficzny)

Rysunek 6. Przykład rodzajów paneli fotowoltaicznych dostępnych na rynku

Strona 15 z 29

Panele fotowoltaiczne możemy montować na dachu, na ścianie budynku lub na ziemi.

Instalacja montowana na dachu

budynku

Instalacja montowana na ścianie

budynku

Instalacja montowana na ziemi

Strona 16 z 29

3.1.2. Energia wiatru

Wiatr ma dużą prędkość, dlatego też może poruszyć śmigłami elektrowni wiatrowej,

w wyniku czego urządzenia znajdujące się w gondoli wiatraka mogą wytworzyć prąd

elektryczny. Elektrownie wiatrowe mogą być montowane pojedynczo lub tworzyć tzw. farmy

wiatrowe. Turbina wiatrowa stanowi element elektrowni wiatrowej, zamontowana jest na

wysokiej wieży, gdzie umiejscowiony jest wirnik połączony z generatorem prądu. Osadzony

na wale obrotowym wirnik posiada zwykle trzy łopaty.

Rysunek 7.Przykład elektrowni wiatrowej

3.1.3. Energia geotermalna

Jest to energia pozyskiwana z wnętrza Ziemi, gdzie zlokalizowane są duże pokłady ciepła.

Urządzenia wykorzystujące ciepło z wnętrza Ziemi to pompy ciepła. Mogą podgrzewać wodę

np. w basenie lub na termach. Pompa ciepła może służyć do zasilania w ciepło instalacji

centralnego ogrzewania (c.o.) oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).

Rysunek 8. Energia wnętrza Ziemni – gejzer

Pompy ciepła mogą być dwóch rodzajów: pompy poziome i pionowe.

Pompy poziome pozyskują energię z wnętrza Ziemi dzięki długim rurom

(tzw. wymiennikom ciepła) wywierconym głęboko pod powierzchnię ziemi. Natomiast

pompy pionowe pozyskują energię z Ziemi na danym obszarze, na którym rozłożono

przewody instalacyjne służące do pozyskiwania energii.

Strona 17 z 29

Pompa ciepła pionowa korzystająca

z energii geotermalnej

Pompa ciepła pozioma korzystająca

z energii geotermalnej

Rysunek 9. Podstawowe rodzaje pomp ciepła

3.1.4. Energia biomasy

Pozyskiwana jest ze spalania lub przetwarzania, rozkładania surowców

biodegradowalnych, np. słomy, odpadów roślinnych, zrębków, trocin lub odpadów

zwierzęcych. Produkcja energii cieplnej zachodzi w biogazowni lub piecach do spalania

biomasy. Pozyskana energia z biogazowni jest najczęściej energią cieplną.

Rysunek 10. Przykład biogazowni

3.1.5. Energia wody

Energia wodna (hydroenergia) obejmuje zarówno energię mórz i oceanów oraz energię

wód śródlądowych zmagazynowaną w zbiornikach wodnych jak i ciekach płynących.

Energetyka wodna przede wszystkim wykorzystuje energię wód śródlądowych, o dużym

Strona 18 z 29

ZALETY

• przyczyniają się do redukcji emisji gazów cieplarnianych

• energia wykorzystywana do ich produkcji jest odnawialna

• nie generują hałasu, są bezpieczne i praktycznie bezobsługowe

• osoby które korzystają z OZE mogą stanowić przykład wzorowych

postaw do naśladowania

• zastępują źródła kopalne, które sie wyczerpują

• dają nowe miejsca pracy

WADY

•dość wysoka cena montażu urządzenia

•instalacje te są uzależnione od warunków panujących w środowisku np. natężenia

światła, siły wiatru

•nie mogą zostać zamontowane wszędzie, występują ograniczenia w lokalizaji

urządzeń np. elektrownie wodne nie moga być budowane na każdej rzece

•zaburzają naturalny krajobraz

•mogą w niewielkim stopniu zagrażać niektórym zwierzętom

•nie można przewidzieć ile wyprodukuje sie energii

•elektrownie mogą uwalniać nieprzyjemne zapachy np. biogazownia

natężeniu przepływu i dużym spadzie. Energia pozyskiwana jest przez wykorzystywanie

naturalnego przepływu wody w rzekach albo różnicę poziomów między wodą

zmagazynowaną w zbiorniku lub jeziorze a korytem, w którym płynie. Aby wykorzystać

energię wody buduje się elektrownie wodne. Działanie elektrowni wodnych jest dość proste,

gdyż woda płynąca z wyżej położonych terenów przepuszczana jest przez turbiny wodne.

Podczas przepływu woda wprawia łopatki turbiny w ruch obrotowy, powodując tym samym

ruch generatora, który wytwarza prąd elektryczny. Największą w Polsce elektrownią

szczytowo-pompową jest Elektrownia Wodna Żarnowiec, położona w województwie

pomorskim.

Rysunek 11. Przykład elektrowni wodnej

3.2. Wady i zalety odnawialnych źródeł energii

Strona 19 z 29

4. Powietrze, jego zanieczyszczenia

Powietrze stanowi mieszaninę gazów, która tworzy atmosferę ziemską. Objętościowy

skład czystego powietrza jest następujący:

azot – 78,08%,

tlen – 20,9%,

argon – 0,9%,

dwutlenek węgla – 0,04%,

inne – 0,08%

Zanieczyszczenia powietrza to substancje, które:

znajdują się w powietrzu atmosferycznym, ale nie są jego naturalnymi składnikami;

są jego naturalnymi składnikami, ale występują w nadmiernych ilościach.

Ze względu na pochodzenie źródła zanieczyszczeń powietrza dzielimy na:

naturalne

o wybuchy wulkanów (popioły i gazy wulkaniczne: dwutlenek węgla, dwutlenek

siarki, siarkowodór),

o bagna (metan, dwutlenek węgla),

o pożary lasów, sawann, stepów (dwutlenek węgla, tlenek węgla, pył),

o gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe (skały),

antropogeniczne (związane z działalnością człowieka)

o energetyczne – procesy wydobywania i spalania paliw,

o przemysłowe – przemysł ciężki, metalurgiczny, spożywczy, farmaceutyczny

i inne,

o komunikacyjne – transport lądowy, powietrzny i wodny,

o komunalno-bytowe – paleniska domowe, kotłownie lokalne, składowiska

odpadów, oczyszczalnie ścieków.

Strona 20 z 29

Ze względu na sposób rozprzestrzeniania zanieczyszczenia dzielimy na:

emisję punktową – pochodzącą z procesów spalania

paliw do celów energetycznych i z procesów

technologicznych prowadzonych w zakładach

przemysłowych;

Rysunek 12. Emisja punktowa

Źródło: zepak.com.pl

emisję powierzchniową – która stanowi sumę emisji z palenisk domowych, lokalnych

kotłowni, a także składowania odpadów oraz produktów;

Rysunek 13. Emisja powierzchniowa Źródło: oobe.pl

emisję liniową – której źródłem jest transport drogowy, kolejowy, wodny

i lotniczy.

Rysunek 14. Emisja komunikacyjna Źródło: chronmyklimat.pl

Strona 21 z 29

Do głównych zanieczyszczeń powietrza należą:

tlenek węgla – bezzapachowy, bezbarwny i pozbawiony smaku gaz, emitowany

w wyniku spalania surowców kopalnych oraz spalania paliw w silnikach

samochodowych. Gaz silnie toksyczny. CO w połączeniu z hemoglobiną zawartą we

krwi, zmniejsza zdolność transportu tlenu z płuc do tkanek, co może prowadzić do

niedotlenienia tkanek, a w niektórych przypadkach nawet do śmierci;

tlenki azotu – są jednymi z najgroźniejszych zanieczyszczeń atmosfery. Powstają

w wyniku procesów spalania. Dla człowieka są szczególnie niebezpieczne, ponieważ

wykazują działanie drażniące w kontakcie ze skórą oraz oczami, są toksyczne.

Dodatkowo tlenki azotu obecne w atmosferze posiadają zdolność do tworzenia

smogu fotochemicznego, powstającego w słoneczne dni przy dużym natężeniu ruchu

ulicznego;

dwutlenek siarki – bezbarwny gaz o duszącym zapachu, drażniącym drogi

oddechowe. Stanowi produkt uboczny procesów produkujących energię elektryczną

oraz innych procesów przemysłowych. Dwutlenek siarki może powodować

podrażnienie górnych dróg oddechowych, a także zaostrzenie schorzeń

powodujących podrażnienie spojówek i skóry. W połączeniu z wodą tworzy kwaśne

deszcze, które negatywnie oddziałują na środowisko;

pyły zawieszone PM10 i PM2,5 – pył PM10 to cząstki o rozmiarach mniejszych niż

10μm, natomiast pył PM2,5 składa się z cząstek o rozmiarach mniejszych niż 2,5μm.

Zanieczyszczenia pyłowe posiadają zdolność do pochłaniania innych bardzo

szkodliwych zanieczyszczeń. Źródłem emisji pyłów zawieszonych są przede wszystkim

drogi niepokryte asfaltem oraz procesy spalania. Pyły zawieszone są szczególnie

niebezpieczne dla człowieka. Ze względu na swoje małe rozmiary, bardzo łatwo

przedostaje się do płuc powodując zatrucie, zapalenia górnych dróg oddechowych,

pylicę, nowotwory płuc;

benzo(a)piren – związek bardzo trwały w środowisku, o niskiej rozpuszczalności

w wodzie. Nośnikiem benzo(a)pirenu mogą być pyły zawieszone. W wyniku

działalności człowieka uwalniany jest do środowiska na skutek emisji ze spalania

paliw kopalnych oraz odpadów czy działalności przemysłu. Obecny jest również

w spalinach samochodowych oraz dymie papierosowym. B(a)P ma silne właściwości

rakotwórcze;

Strona 22 z 29

ozon – drażniący gaz o bladoniebieskiej barwie, naturalny składnik atmosfery.

Powstaje on w stratosferze na wysokości ok. 30 km, gdzie stanowi swoistą „tarczę

ochronną” chroniącą biosferę Ziemi. Natomiast w troposferze (najniższej warstwie

atmosfery) jest on niepożądany, ponieważ należy do gazów cieplarnianych. Ozon

może powodować chwilowe zaburzenia funkcji oddechowych oraz bóle głowy.

Najpoważniejszymi skutkami zanieczyszczenia powietrza są efekt cieplarniany

(globalne ocieplenie), dziura ozonowa, smog i kwaśne deszcze. Wszystkie wymienione

zjawiska zostały szczegółowo omówione w rozdziale nr 1.

Strona 23 z 29

5. Sposoby ochrony powietrza

Ochrona powietrza polega na zapewnieniu jak najlepszej jego jakości, m.in. poprzez

ograniczanie lub eliminowanie wprowadzanych do powietrza substancji zanieczyszczających.

Ochrona powietrza może być realizowana przez podejmowanie działań takich, jak:

wymiana lub modernizacja istniejących instalacji kotłowych – niskosprawne,

przestarzałe kotły na paliwa stałe są głównym źródłem niskiej emisji. W związku

z tym, zaleca się wymianę kotłów na nowoczesne, o wysokiej sprawności i niewielkiej

emisji zanieczyszczeń np.: kotły gazowe, kotły olejowe, automatyczne kotły węglowe;

spalanie odpowiednich paliw – jakość spalanych paliw ma istotny wpływ na emisję

zanieczyszczeń do atmosfery. W związku, z tym należy kupować paliwa z pewnych

źródeł pochodzenia. Ponadto podczas zakupu należy zwrócić uwagę na skład

i wartość opałową paliwa, np. należy spalać węgiel o jak najmniejszej zawartości

siarki i popiołu;

ograniczenie zużycia paliwa – mniejsza ilość spalanego paliwa przekłada się na

mniejszą emisję zanieczyszczeń do atmosfery. W tym celu zaleca się przeprowadzenie

przedsięwzięć modernizacyjnych budynku, które polegają na: dociepleniu ścian,

dociepleniu dachu, wymianie bądź uszczelnieniu okien i drzwi;

zastosowanie w budynku odnawialnych źródeł energii jak np. pompy ciepła, kolektory

słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne – produkcja energii cieplnej bądź elektrycznej

z energii słońca, wiatru bądź ziemi nie jest związana z emisją zanieczyszczeń do

powietrza;

inwestycje w ekologiczne środki transportu i modyfikacja już istniejących – oznacza to

niskoemisyjne samochody wyposażone w lepsze katalizatory, posiadające normę

emisji spalin EURO bądź samochody hybrydowe, czyli wykorzystujące dwa rodzaje

napędu (zazwyczaj jest to połączenie silnika spalinowego i elektrycznego);

korzystanie z transportu zbiorowego bądź roweru jako środka komunikacji, co ma na

celu ograniczenie emisji liniowej;

zakaz spalania odpadów w paleniskach domowych w szczególności:

o butelek plastikowych;

o zużytych butów, ubrań;

o leków;

Strona 24 z 29

o mebli;

o opon;

o baterii i żarówek;

o sprzętu gospodarstwa domowego.

Strona 25 z 29

6. Sposoby na walkę z wysokim zużyciem energii

Jak widzimy problem ilości energii jest poważny i wymaga poczynienia stosownych

kroków w celu redukcji ilości zużywanej energii lub szukania sposobów na pozyskiwanie

energii z innych źródeł. Rozważne korzystanie z istniejących złóż oznacza jednak przede

wszystkim oszczędzanie energii. Obejmuje ono ograniczenie zużycia prądu i energii cieplnej

i to zarówno w pochłaniających ogromne ilości energii procesach przemysłowych, jak

i w gospodarstwach domowych.

W celu zmniejszenia zużycia energii celowe jest:

wymiana starych urządzeń na nowe energooszczędne, w tym zakup urządzeń

elektrycznych oznaczonych symbolem klas energooszczędności. Wybieranie urządzeń

oznaczonych symbolem A+, A++, A+++ charakteryzujących się dużą

energooszczędnością;

zabezpieczenie domu przed utratą ciepła poprzez ocieplenie budynku, wymianę

okien jeśli są nieszczelne. W ten sposób unikniemy ucieczki ciepła z budynku oraz

zaoszczędzimy surowiec, którym ogrzewamy dom, co przyczyni się do redukcji emisji

szkodliwych gazów do środowiska oraz oszczędzimy pieniądze na ogrzewanie;

ograniczanie strat podczas przesyłu energii;

likwidacja zbędnego oświetlenia – należy gasić światło, w miejscach gdzie obecnie nie

przebywamy;

wyłączanie z gniazdka urządzeń elektronicznych, z których obecnie nie korzystamy –

należy programować komputer, czy telewizor w ten sposób, aby po dłuższym jego nie

używaniu sam się wyłączył,

stosowanie nowoczesnych technologii produkcji, które mają na celu reedukację

energii, w dużych firmach, czy obiektach produkcyjnych;

Strona 26 z 29

przy budowanie domu, należy rozważenie domu energooszczędnego,

charakteryzującego się innymi parametrami budowlanymi niż dom budowany

w technologii tradycyjnej;

w celu redukcji zużycia energii cieplnej montowanie na kaloryferach termostatów,

które umożliwiają sterowanie ciepłem w naszym mieszkaniu;

wietrzenie pomieszczenia, krótko ale intensywnie, a nie długo i przy grzejących

kaloryferach. Wietrzenie pomieszczeń należy tak zaplanować, aby możliwe było

zakręcenie w tym czasie kaloryferów i otwarcie okna na całą szerokość na ok 30 min.

Taki sposób wietrzenia pokoi sprawi, że nie oziębią się tak szybko i nie będą

wymagały długiego ponownego ogrzewania do komfortowej temperatury;

planowanie prania wtedy, kiedy uzbieramy cały kosz – zaoszczędzamy w ten sposób

wodę i energię elektryczną piorąc większą ilość rzeczy.

Oprócz oszczędzania energii sposobem na poprawę sytuacji jest również przestawienie

tradycyjnej gospodarki na odnawialne źródła energii, które służą do podnoszenia

efektywności energetycznej, a tym samym pozwalają na ograniczenie negatywnego wpływu

energetyki na środowisko.

Strona 27 z 29

7. Transport i jego wpływ na środowisko

Przez transport rozumie się przemieszczanie ludzi i ładunków przy wykorzystaniu

środków transportu.

Transport ze względu na środowisko, w którym się odbywa dzielimy na:

transport powietrzny (lotniczy);

transport lądowy:

o transport drogowy,

o transport kolejowy;

transport wodny:

o transport śródlądowy,

o transport morski.

Transport drogowy jest jednym z głównych źródeł emisji zanieczyszczeń do

powietrza, które negatywnie oddziałują na elementy środowiska przyrodniczego. Stanowią

one także zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia człowieka. W wyniku spalania paliw

w silnikach różnych środków transportu emitowane są do środowiska następujące

substancje: tlenki azotu, tlenki węgla, węglowodory (w tym aromatyczne) i metale ciężkie

oraz pyły. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego (stan na 2013 r.), w skali kraju

transport drogowy odpowiedzialny jest za 32% całkowitej emisji tlenków azotu, 20% emisji

tlenku węgla oraz 18% zanieczyszczeń pyłowych.

Emisja zanieczyszczeń zwiększa ryzyko występowania poważnych chorób układu

oddechowego i układu krążenia. Dotyczy to przede wszystkim osób narażonych na

zwiększoną ekspozycję na zanieczyszczenia komunikacyjne. Zanieczyszczenia komunikacyjne

przyczyniają się do powstawania smogu, a także do zakwaszenia środowiska. Sektor ten

w znacznej mierze jest odpowiedzialny za nasilenie efektu cieplarnianego, będąc źródłem

(bezpośrednim lub pośrednim) emisji gazów cieplarnianych takich, jak: dwutlenek węgla

(CO2), metan (CH4) podtlenek azotu (N2O), ozon troposferyczny (O3), tlenek węgla (CO) oraz

tlenki azotu (NOx) i lotne związki organiczne (LZO). Należy zaznaczyć, iż transport drogowy

jest także źródłem hałasu. Nadmierny hałas powoduje skutki zdrowotne takie, jak: ubytek

słuchu, szumy uszne, zaburzenia snu (np. utrudnione zasypianie, niedostatek snu,

wybudzanie), zaburzenia układu krążenia (np. duszności, nadciśnienie, szybkie zmęczenie)

Strona 28 z 29

oraz zaburzenia układu odpornościowego (np. hamowanie mnożenia komórek

odpornościowych).

Eksploatacja sieci drogowej powoduje zanieczyszczanie gleb znajdujących się

w bezpośrednim sąsiedztwie ruchliwych dróg. Zanieczyszczenia gazowe i pyłowe sprzyjają

stopniowej degradacji gleb i szaty roślinnej w pasie ok. 500 m od drogi, a zdecydowanie

szkodliwe oddziaływanie dotyczy pasa o szerokości do 150 m. Zanieczyszczenie

komunikacyjne metalami ciężkimi jest czynnikiem ograniczającym wzrost i rozwój roślin.

Metale ciężkie łatwo pobierane przez rośliny, powodują zahamowanie wzrostu roślin,

obniżenie plonu, a także redukcję wydłużania korzeni. Powszechnym objawem działania

nadmiaru metali ciężkich na roślinę jest żółknięcie liści i spadek zawartości w nich chlorofilu.

Innym zanieczyszczeniem, których źródłem jest transport drogowy mogącym

wpływać niekorzystnie na rośliny są tlenki azotu. Ich negatywne oddziaływanie objawia się

poprzez:

przyśpieszony opad liści,

przebarwienia liście,

zmniejszenie powierzchni i ilości liści,

osłabienie przyrostu lub całkowite jego zahamowanie,

deformację koron drzew aż do całkowitego zniszczenia.

Szkodliwe oddziaływanie transportu na zwierzęta wynika zarówno z bezpośredniego

oddziaływania zanieczyszczeń powietrza na ich organizmy, jak również pośrednio wskutek

spożywania zanieczyszczonych roślin. Wśród innych aspektów należy tu wymienić hałas

komunikacyjny, możliwość przecinania szlaków migracyjnych i fragmentacji siedlisk, jak

również wypadki komunikacyjne z udziałem zwierząt. Masowo giną jelenie, sarny czy dziki,

ale w największej ilości problem dotyczy małych gadów i płazów, a także zajęcy, lisów,

ptaków.

Jednym z kierunków ograniczenia negatywnego wpływu transportu na środowisko

przyrodnicze jest tzw. transport zrównoważony. Zrównoważony transport odnosi się do

trzech podstawowych kategorii zagadnień: ekonomicznych, społecznych i ekologicznych.

Zatem transport zrównoważony to taki transport, który:

zaspokaja potrzeby współczesnego pokolenia w zakresie przemieszczania się;

gwarantuje poprawę jakości życia mieszkańców;

Strona 29 z 29

nie zagraża ludzkiemu zdrowiu i środowisku;

efektywnie wykorzystuje zasoby odnawialne i nieodnawialne;

jest dostępny oraz różnorodny pod względem środków transportu;

spełnia normy emisji substancji szkodliwych i hałasu;

minimalizuje potrzebę wykorzystania powierzchni ziemi;

jest przystępny cenowo i wspiera konkurencyjność regionów i całej gospodarki.

Wybrane rozwiązania na rzecz zrównoważonego transportu:

korzystanie z transportu zbiorowego (np. autobusy) – transport zbiorowy

w porównaniu z transportem samochodowym posiada dwie zalety, a mianowicie

zmniejsza poziom ulicznych korków oraz oddziaływanie na środowisko naturalne;

budowa infrastruktury dla rowerzystów i korzystanie z roweru jako środka transportu

– rower jest bezemisyjnym środkiem transportu, ponadto przyczynia się do

zmniejszenia zatłoczenia samochodowego, a tym samym do redukcji emisji spalin.

budowa parkingów „parkuj i jedź” - podróżni mają bowiem możliwość na

pozostawienie indywidualnego środka transportu na takim parkingu i dalszą drogę

mogą przebyć transportem zbiorowym;

wprowadzanie stref płatnego parkowania, pozwalające ograniczyć liczbę

samochodów osobowych w miastach;

dofinansowanie przejazdów transportem publicznym;

opcje przemieszczania mniej zależne od samochodu (car sharing – wspólne

użytkowanie samochodów, opiera się na krótkoterminowym wynajmie aut; car

pooling – wspólne przejazdy, kierowca dysponujący wolnymi miejscami w swoim

samochodzie zabiera osoby chcące dotrzeć do tego samego celu; ruch pieszy

i rowerowy).

czyste pojazdy i paliwa – inwestowanie w ekologiczne środki transportu, posiadające

normę emisji spali, a także wykorzystujące systemy hybrydowe.