Nieodnawialne źródła energii

Nieodnawialne źródła energii

Print Friendly, PDF & Email

 

Nieodnawialne źródła energii, to źródła, które są wyczerpywalne, a ich odnawianie trwa nawet kilkaset milionów lat. Zawierają one węgiel oraz związki węgla. Powstały z obumarłych szczątków roślin, które na przestrzeni wielu milionów lat, w warunkach beztlenowych i pod ogromnym ciśnieniem – pod powierzchnią ziemi – zostały przekształcone do znanej nam formy, czyli węgla kamiennego, węgla brunatnego, ropy naftowej oraz gazu.

Węgiel kamienny

Węgiel kamienny to skała osadowa, która zawiera 75 – 97% czystego pierwiastka węgla. Węgiel kamienny powstał w karbonie, w erze mezozoicznej (od 358,9 do 298,9 milionów lat temu). Jego wydajność opałowa, w zależności od zawartości popiołu, siarki i wilgotności, waha się pomiędzy 16,7 a 29,3 MJ/kg (megadżuli na kilogram).

Węgiel brunatny

Węgiel brunatny – nieco „młodszy” od węgla kamiennego – powstał w neocenie, w erze kenozoicznej (od 65 do 1,8 mln lat temu). Zawartość pierwiastka węgla wynosi od 62 do 75%, w związku z czym, wartość opałowa jest niższa niż węgla kamiennego i wynosi od 7,5 do 21 MJ/kg.

Pozyskiwanie energii ze spalania paliw kopalnych jest stosunkowo wydajne, ale energetyka oparta na węglu nie jest obojętna dla środowiska. Wydobywanie węgla metodą odkrywkową powoduje ogromną degradację środowiska i niszczy krajobraz na ogromnych przestrzeniach. Natomiast wydobywanie węgla metodą głębinową pozostawia za sobą szkody górnicze. Konieczność zabezpieczania przed szkodami podraża jego wydobycie, a czasami konieczne jest pozostawienie części złoża, by zostawić tzw. filar ochronny.

Spalanie węgla uwalnia do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla, dwutlenku siarki, tlenków azotu oraz pyłu, które mają niekorzystny wpływ na środowisko i nasze zdrowie. Dwutlenek węgla pochodzący z działalności człowieka w największym stopniu przyczynia się do globalnego ocieplenia. Szacuje się, że do 2020 roku jego stężenie wzrosło o 48% w stosunku do poziomu sprzed epoki przemysłowej (uznając 1750 rok za początek epoki przemysłu).

Ropa naftowa i gaz

Ropa naftowa to ciekła kopalina, która składa się z naturalnych węglowodorów z domieszkami związków azotu, tlenu, siarki i zanieczyszczeń organicznych. Jest surowcem dla przemysłu petrochemicznego, z którego produkuje się benzynę i inne paliwa ropopochodne, surowce do ciężkiej syntezy organicznej oraz tworzywa sztuczne.

Gaz ziemny to paliwo kopalne pochodzenia organicznego. Głównym składnikiem jest metan (ok 90%). Może również zawierać etan, propan, butan, inne związki organiczne lub mineralne. Jego pokłady mogą występować samodzielnie. Mogą też towarzyszyć złożom ropy naftowej lub węgla kamiennego.

Spalanie ropy naftowej i gazu ziemnego również uwalnia do atmosfery dwutlenek węgla, ale w nieco mniejszym stopniu niż sam węgiel. Podczas produkcji jednej kilowatogodziny energii z wykorzystaniem węgla – uwzględniając jedynie eksploatację elektrowni – do atmosfery uwalnia się 4,6 kg CO2, z wykorzystaniem paliw ciekłych – 3 kg CO2, gazu ziemnego – 1,9 kg CO2. Wydobycie surowców energetycznych oraz budowa elektrowni pociągają za sobą znacznie wyższą emisję, o czym piszemy w dalszej części artykułu.

Uran

Do surowców nieodnawialnych zaliczany jest również uran, który wykorzystywany jest w elektrowniach jądrowych. Szacuje się, że światowe zasoby tego surowca wystarczą na ok 300 lat. Dzięki restrykcyjnym przepisom i stale rozwijającym się technologiom produkcji, pozyskiwanie energii z uranu jest bezpieczne. Eksploatacja elektrowni jądrowych nie powoduje emisji CO2 ani pyłów czy metali ciężkich, dlatego też energia jądrowa określana jest jako czysta energia. Nazywana jest też zieloną energią, a elektrownie jądrowe zaliczane są – błędnie – do odnawialnych źródeł energii, choć nimi nie są.

Emisja dwutlenku węgla przy produkcji jednej kilowatogodziny (z uwzględnieniem wydobycia oraz budowy samej elektrowni) wynosi 820 g w przypadku elektrowni węglowej, 490 g – w przypadku elektrowni gazowej, 50 g – przy elektrowni słonecznej lub wodnej, a tylko 12 g przy elektrowni jądrowej. W przypadku tych dwóch ostatnich, emisja CO2 jest związana jedynie z budową elektrowni, a nie samą eksploatacją. Dlatego też (do 2045 roku) energia jądrowa zaliczana jest przez Komisję Europejską do zielonych źródeł energii.

Bardzo istotną kwestią jest utylizacja i składowanie odpadów radioaktywnych, które budzą wiele obaw i kontrowersji. Reaktor o mocy jednego gigawata w ciągu roku daje około kilkuset kilogramów zużytego paliwa. Czy to jest dużo? To zależy jaki mamy punkt odniesienia. Energetyka węglowa również uwalnia radioaktywne zanieczyszczenia: podczas wydobycia, gdy uwalniane są zanieczyszczone wody, podczas spalania węgla, podczas składowania popiołów i kamieni górniczych. Do elektrowni konwencjonalnej przyjeżdżają dziennie 2 pociągi węgla, co oznacza, że odpadów na hałdach może być nawet sto tysięcy razy więcej,

Ciekawe statystyki pochodzą z Francji, gdzie działa kilkadziesiąt elektrowni jądrowych, ale tylko kilka procent odpadów radioaktywnych pochodzi z energetyki. Cała reszta pochodzi z technologii jądrowych stosowanych w medycynie, nauce i przemyśle.

A co się dzieje z tym zużytym paliwem? Wypalone paliwo przechowywanie jest na terenie elektrowni – w basenie obok reaktora przez wiele lat – gdzie się wychładza i traci swoją aktywność. Gdy jest już możliwy transport, przewożone jest w bezpiecznych pojemnikach – do przerobu lub do finalnego składowiska podziemnego. Wypalone paliwo nadaje się do recyklingu, a na składowisko trafia około 4%.

Warto też uwzględnić powierzchnię, jakiej wymaga dane źródło energii.  Wyprodukowanie 1000 kilowatogodzin w elektrowni jądrowej wymaga 0,3 m2 zajętej powierzchni gruntu. Wlicza się w to nie tylko powierzchnię, jaką zajmuje sama elektrownia, ale również kopalnie uranu oraz teren potrzebny do produkcji niezbędnych urządzeń. W przypadku węgla – biorąc pod uwagę samą elektrownię, jak i powierzchnię jego wydobycia – potrzeba 15 m2 czyli ponad 50 razy więcej niż w przypadku energii z atomu. W związku z tym wywiera mniejszą presję na środowisko.

Podsumowując, przy ocenie jaki wpływ na środowisko ma dane źródło energii, należy wziąć pod uwagę cały proces, od wydobycia, poprzez transport, eksploatację aż po utylizację odpadów. Nieodnawialne źródła energii mają bez wątpienia najbardziej negatywny wpływ na klimat i środowisko. Jeśli chcemy je dalej eksploatować, ich wydobycie wymaga modernizacji.

Cel jaki mamy przed sobą, czyli osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku jest możliwy przy założeniu, że na odnawialne źródła energii będziemy przechodzić na zasadach zrównoważonego rozwoju.

Źródła: