Czy „zielona energia” jest naprawdę zielona? W cyklu „Od zrównoważonego rozwoju do społecznej odpowiedzialności biznesu (CSR)?

Rys. BSGStudio

Jakie źródło energii chcemy wspierać, zachowując jednocześnie dobrą jakość swojego życia (zdrowie, czyste powietrze, czyste otoczenie, lasy , wody, dostęp do zdrowej żywności). Co definiuje energię jako „zieloną” (ekologiczną, przyjazną dla środowiska): zerowa emisja zanieczyszczeń do atmosfery; oszczędne zastosowanie deficytowych, wyczerpywalnych zasobów Ziemi (woda czy ekosystemy); technologia – bezpieczna dla ludzi i środowiska naturalnego?

Autor: Iwona Sak, www.sztukarozwoju.pl

Od wielu lat odnotowujemy rosnący dynamicznie deficyt wody, czystego powietrza, czystego otoczenia, zdrowej żywności… Przyroda nie posiada już zdolności odnawiania się. Przejadamy Ziemię.

Idealne źródło energii musi więc mieć określone cechy: ma być niewyczerpywalne (najlepiej), zrównoważone (nie oddziałujące negatywnie na otoczenie), tanie, skoncentrowane/skupione w jednym miejscu, bezpieczne, zeroemisyjne.

Przyjrzyjmy się współczesnym źródłom energii.

Sprawdźmy:

1. Ile litrów wody jest potrzebne do wyprodukowania 1 MWh energii elektrycznej?

Elektrownia węglowa Elektrownia jądrowa Elektrownia gazowa Elektrownia słoneczna

elektrownie

Źródło: www.climatrealityproject.org Powyższe wielkości są podane w galonach
4 950 litrów 3 600 litrów 1 500 litrów 0 litrów

2. Jaka jest ich efektywność ?
Wykorzystamy w tym celu używany powszechnie na świecie wskaźnik EROEI (ENERGY RETURNED ON ENERGY INVESTED) określający zwrot na energii zainwestowanej.

Wskaźnik działa podobnie jak współczynnik zwrotu z inwestycji: jeżeli z zainwestowanego 1 tysiąca USD otrzymasz 2 tysiące USD, to oznacza, że współczynnik zwrotu z inwestycji wynosi 2. Zainwestowany tysiąc otrzymujesz z powrotem i jeszcze dodatkowo drugi tysiąc, czyli podwoiłeś swój kapitał.

Tak samo jest z EROEI: jeżeli użyliśmy 200 MWh energii do wyprodukowania turbin wiatrowych, zamontowania ich etc. na jednej z farm wiatrowych, a one produkują rocznie netto 200 MWh energii, to – zakładając, że będą pracowały przez 20 lat, współczynnik EROEI dla nich wynosi 20.

Jak efektywne są znane nam źródła energii? Przykładowe EROEI (dla USA):

eroi

W stosowanych obecnie źródłach energii paliwa kopalne stanowią 90%. W trakcie procesu przetwarzania ich na energię średnio 46% wyemitowanego CO2 pozostaje w powietrzu, pozostałe 54% opada na ląd, wpada do wód.

Wzrost gospodarki świata np. dwukrotny powoduje proporcjonalny (dwukrotny) wzrost zużycia energii elektrycznej. Ponadto, zasoby paliw kopalnych są ograniczone i przyczyniają się do zjawiska ocieplenia klimatu .

Czy możemy sobie poradzić bez paliw kopalnych? Spróbujmy. Postawmy na biopaliwa. Co prawda wskaźnik EROEI dyskwalifikuje to źródło energii – jest nieefektywne, ale dajmy mu szansę.

Pojawia się pytanie, jak zorganizować produkcję tego źródła energii i dostępność?
Dzienne całkowite zapotrzebowanie na energię w Polsce wynosi 0,8 W/m2. Pamiętajmy, że 90% tej energii pochodzi z paliw kopalnych. W europejskim klimacie rośliny energetyczne dostarczają 0,5 W/m2. Zużywamy 0,8 W/m2. A to oznacza, że nawet jeżeli obsadzimy cała powierzchnię Polski roślinami energetycznymi, to i tak nie dostarczymy tyle energii, ile potrzebujemy (0,8 W/m2).

To może wykorzystajmy je jako paliwo napędowe, do silników pojazdów? Dla uproszczenia i zilustrowania procesu załóżmy, że uprawiamy rośliny na biopaliwa wzdłuż dróg lądowych, na ich poboczach. Jak szerokie musiałyby być te pobocza, aby samochody (osobowe i ciężarowe) mogły jechać płynnie? Do obliczeń przyjmijmy założenie, że jadą one ze średnią prędkością 90 km/godzinę w odległości 80 m od siebie, przejeżdżają 10,7 km na 1 litrze paliwa. Wydajność plantacji paliwa w UE wynosi 1200 litrów biopaliwa z hektara. Otóż, szerokość takiej plantacji ulokowanej wzdłuż każdej drogi wynosiłaby 8 km. Nierealne.

Wykorzystajmy siłę wiatru. Wiatr dostarcza nam 2,5 W/m2. Czyli, jeżeli zechcemy skorzystać tylko z energii wiatrowej, wówczas musielibyśmy pokryć wiatrakami 1/3 powierzchni Polski.

Może zatem energia słoneczna? Panele na dachu i okolicznych polach dają nam wydajność energii słonecznej na poziomie około 6 W/m2. Zajmie to ok. 1/7 powierzchni Polski. Współczesna technologia produkcji ogniw słonecznych stale rozwija się w kierunku zwiększenie ich wydajności.

Jak widać, niezależnie od źródła energii, chcąc zaspokoić zapotrzebowanie na energie elektryczną, trzeba pokryć urządzeniami do jej produkcji znaczną powierzchnię kraju. Szacuje się, że na pustyni wydajność farm słonecznych wynosi 20 W/m2. W Polsce nie ma pustyni.

Energia jądrowa to ok. 1 000 W/m2. Średnia powierzchnia zajmowana przez elektrownię z zapleczem to 1 km2.

Jednakże, proces wydobycia np. uranu, przetwarzania go i rozruchu technologicznego elektrowni jądrowej jest związany z intensywną emisją zanieczyszczeń do atmosfery, m.in. CO2. Sama produkcja energii jest zerowo emisyjna. Stąd często energia jądrowa nazywana jest „czystą” energią. Na tym jednym etapie rzeczywiście tak jest.

W trakcie procesu produkcji energii w elektrowniach jądrowych powstają odpady. Są nimi m.in. zużyty uran i woda użyta do chłodzenia instalacji. Te elementy procesu są skażone radiologicznie. Okres rozpadu promieniotwórczego, w zależności od użytej technologii i surowca, wynosi od kilku do kilku tysięcy lat. Do przechowywania tych odpadów potrzebne są specjalne szczelne zbiorniki, które wyłączają z ogólnej eksploatacji duże obszary, na których są zlokalizowane.

Jakie są alternatywy? Zmniejszyć zużycie i zwiększyć wydajność stosowanych dzisiaj rozwiązań – źródeł odnawialnych.

Does the world need nuclear energy?

Dodaj komentarz