3. 11. 2015
ZDROJE
Přednáška č. 08 / 2015 / UVZ
Michael Bartoš, podzim 2015
Motto: Udržitelné využívání a hospodaření s přírodními zdroji (jako jsou např. nerostné suroviny, půda, krajina, voda nebo lesy) napomáhá zachovat tyto zdroje i pro další generace.
1
3. 11. 2015
Co jsou to zdroje? Jak zdroje můžeme dělit? • Z našich úvah vyloučíme zatím zdroje, jako jsou zdroje finanční, kapitálové apod.
Z našich úvah vyloučíme zatím zdroje, jako jsou zdroje finanční
2
3. 11. 2015
Co tedy zdroje jsou? Nerostné suroviny (bez zdrojů energie) Půda Krajina a genetické zdroje (ekosystémové služby) Voda (neenergetický pohled) Biomasa (lesy, zemědělské plodiny … organické zbytky)
Zdroje energie Lidské a kulturní zdroje
Podle obecné definice OSN je za zdroj považováno: •„ …vše, co je využíváno člověkem.“ Je zřejmé, že tento termín pokrývá široké pole významů. Při podrobnějším zkoumání podstaty využívání přírodních zdrojů, využijeme definici tohoto pojmu ze zákona č. 17/1992 Sb. o životním prostředí:
•„ Přírodní zdroje jsou ty části živé nebo neživé přírody, které člověk využívá, nebo může využívat k uspokojení svých potřeb.“
3
3. 11. 2015
Poznámka:
ZÁKON č. 17/1992 Sb. o životním prostředí ve znění zákona č. 123/1998 Sb. a zákona č. 100/2001 Sb. ZÁKLADNÍ POJMY §2 Životní prostředí Životním prostředím je vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Jeho složkami jsou zejména ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie. §3 Ekosystém Ekosystém je funkční soustava živých a neživých složek životního prostředí, jež jsou navzájem spojeny výměnou látek, tokem energie a předáváním informací a které se vzájemně ovlivňují a vyvíjejí v určitém prostoru a čase.
§4 Ekologická stabilita Ekologická stabilita je schopnost ekosystému vyrovnávat změny způsobené vnějšími činiteli a zachovávat své přirozené vlastnosti a funkce.
§5 Únosné zatížení území Únosné zatížení území je takové zatížení území lidskou činností, při kterém nedochází k poškozování životního prostředí, zejména jeho složek, funkcí ekosystémů nebo ekologické stability. §6 Trvale udržitelný rozvoj Trvale udržitelný rozvoj společnosti je takový rozvoj, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich základní životní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů. §7 Přírodní zdroje (1) Přírodní zdroje jsou ty části živé nebo neživé přírody, které člověk využívá nebo může využívat k uspokojování svých potřeb. (2) Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat, a to samy nebo za přispění člověka. Neobnovitelné přírodní zdroje spotřebováváním zanikají.
Zákon č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí Zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí
4
3. 11. 2015
Česká republika a zdroje Česká republika má, vzhledem ke své geologické stavbě území, omezené zdroje palivoenergetických surovin. Jediným relevantním zdrojem palivoenergetických surovin je hnědé a černé uhlí. Domácí těžba ropy a zemního plynu je z národohospodářského hlediska zcela zanedbatelná, naprostá většina těchto strategických surovin musí být dovážena, což při současných cenách vytváří značný tlak na saldo zahraničního obchodu. Česká republika disponuje solidní surovinovou základnou v sektoru nerudných a stavebních surovin. V některých patří dokonce mezi významné producenty v rámci Evropy či světa (kaolín, živce, bentonity). Objemy zásob nerudných surovin dávají na rozdíl od surovin palivoenergetických záruku solidní životnosti pro celé 21. století.
Poznámka:
Těžba ropy a zemního plynu na jižní Moravě
5
3. 11. 2015
Poznámka: BENTONIT 1. Charakteristika a užití Bentonit je měkká velmi jemnozrnná nehomogenní různě zbarvená hornina složená z podstatné části z jílového minerálu montmorillonitu, Použití bentonitu je mnohostranné a řídí se jeho mineralogickým složením a technologickými vlastnostmi. Nejvíce se ho spotřebuje jako pojiva ve slévárenství, při peletizaci železných rud (4-10 kg na tunu pelet), dále se používá jako sorbent (odbarvování, katalyzátory, rafinace, filtrace, vysoušedla, čištění odpadních vod, nosiče pesticidů), do vrtných výplachů, jako plnidla (barvy, laky, farmacie, kosmetika) a suspenze (mazací oleje), ve stavebnictví (těsnicí materiál), zemědělství atd. v poslední době výrazně stoupá spotřeba bentonitu jako sorbentu exkrementů domácích zvířat ("kočkolit") a pojiva granulovaných krmiv. 2. Surovinové zdroje ČR V ČR jsou nejvýznamnějšími oblastmi výskytů ložisek bentonitů východní (Kadaňsko a Podbořansko) a západní okraj Doupovských hor (Hroznětínsko) a České středohoří (především Mostecko). v těchto oblastech je soustředěna naprostá většina ložisek i zásob bentonitů v ČR. Méně významnými oblastmi jsou terciérní pánve (Plzeňsko, jihočeské pánve, chebská a sokolovská pánev) a miocénní sedimenty karpatského neogénu na jižní Moravě, kde převažují montmorillonitové jíly. Všechny ložiskové výskyty bentonitu v ČR vznikly zjílověním vulkanických hornin. Rozvoj těžby, úpravy a využití bentonitů v ČR nastal až koncem 50. let, zejména v souvislosti s jeho využitím ve slévárenství. Těžba kulminovala začátkem a koncem 80. let. Značná část suroviny z ložisek bentonitů v Doupovských horách a Českém středohoří je tvořena nejjakostnější surovinou vhodnou především pro slévárenské účely (pojivo slévárenských písků při zhotovování forem). http://www.geofond.cz/dokumenty/nersur_rocenky/roc enkanerudy99/html/bentonit.html
Rozdělení zdrojů:
… z hlediska konvenčního konečného užití rozlišujeme zdroje na:
- materiálové / surovinové - palivo-energetické
6
3. 11. 2015
MATERIÁLOVÉ / SUROVINOVÉ
Velká Amerika, 2013 Např. těžba a zpracování vápence
Berlova vápenka, Třemošnice, 2012
Těžba písků a štěrkopísků
Cep, 2013
7
3. 11. 2015
Podrobnější dělení zdrojů: 1. Environmentální zdroje - obecně „živé“ zdroje - „biologicky“ se produkující (biomasa) 2. Materiální zdroje: „neživé“ základní zdroje, které se stávají součástí fyzické konstituce komodit (železná ruda transformovaná na ocel se stává součástí karoserie automobilů),které mohou být dále rozděleny na: – kovové (rudné) – nekovové (nerudné) – voda, písek, vápenec …
1. Environmentální zdroje
Blanský les, 2010
8
3. 11. 2015
2. Materiální zdroje
… neživé základní zdroje, které se stávají součástí fyzické konstituce komodit (železná ruda transformovaná na ocel se stává součástí karoserie automobilů …)
3. Energetické zdroje: jsou proměněny na teplo, práci či jiné formy energie (chemická energie zemního plynu je přeměněna v tepelnou energii k vytápění domácností, ..) Energetické zdroje jsou k dispozici jednak v a) „jednotkách toku“ (sluneční energie využitelná jako fotovoltaická energie nebo energie biomasy; energie větru, vody …), b) „jednotkách zásoby“ (fosilní paliva – uhlí, ropa, zemní plyn, které vznikly transformací jednotek toku prostřednictvím biomasy); tyto jednotky jsou neobnovitelné, jejich zásoby jsou využíváním vyčerpávány (transformovány do jednotek peněžního nebo člověkem vytvořeného kapitálu).
9
3. 11. 2015
4. Lidské zdroje (nemateriální aktiva jako jsou vědomosti, dovednosti, znalosti či inteligence)
Další hlediska rozdělení zdrojů: A) Hledisko jejich vyčerpatelnosti B) Hledisko jejich schopnosti a míry regenerace C) Hledisko možnosti jejich opakovaného využití D) Hledisko režimu vlastnictví
10
3. 11. 2015
A) Vyčerpatelnost zdroje • Nevyčerpatelné: sluneční záření, voda (nehledě na kvalitu a regionální dostupnost) • Vyčerpatelné: fosilní paliva, rudné a nerudné nerosty
Velké Hydčice, 2012
Vyčerpatelné - nerudné nerosty
Nevyčerpatelné - sluneční záření
11
3. 11. 2015
B) Schopnost a míra regenerace Ekonomické členění
• Obnovitelné zdroje: při vhodném využívání mají schopnost reprodukce (mají schopnost přirozené reprodukce, která může být řízena člověkem jako např. zemědělské komodity); • Semi-obnovitelné zdroje: z hlediska obnovitelnosti se nacházejí na rozhraní mezi obnovitelnými a neobnovitelnými zdroji, čas potřebný pro regeneraci v rozmezí 1-200 let, reprodukce je pouze částečně řízena člověkem (lesy, ryby ..);
(z ekologického hlediska obnovitelné)
• Neobnovitelné zdroje: jejich zásoby jsou fixní, takže jejich využívání v současnosti znamená, že jejich dostupnost v bude v budoucnosti snížena, a doba potřebná k jejich reprodukci je z hlediska významnosti pro člověka nerelevantní (příliš dlouhá). Tato skupina může být dále členěna hlediska možnosti jejich opakovaného využití pro ekonomickou aktivitu na: Příkladem nevyčerpatelného ale neobnovitelného zdroje může být sluneční záření. Vyčerpatelným ale obnovitelným zdrojem může být les. Nevyčerpatelným a obnovitelným zdrojem je voda (z globálního pohledu)
12
3. 11. 2015
C) Možnost jejich opakovaného využití • Recyklovatelné • Nerecyklovatelné (naftu použijeme jen jednou)
D) Režim vlastnictví • Režim volného přístupu: každý má stejná práva využívat zdroj, nikdo z jeho využívání nemůže být vyloučen (populace ryb v oceánech, sluneční energie, energie větru …), systém vlastnických práv není definován; • Režim soukromého vlastnictví: veškeré práva a přínosy spojené s čerpáním zdroje náleží pouze vlastníkovi, systém vlastnických práv je dobře definován; • Režim společného vlastnictví: mezičlánek mezi soukromým a veřejným vlastnictvím, zahrnující zejména typy zdrojů s omezeným přístupem: prostřednictvím konvencí, norem a pravidel využívání; (rybářské revíry, pastviny ...) • Veřejné vlastnictví: charakteristické nevýlučností a nekonkurenčností ve spotřebě (veřejný přístup do krajiny, veřejné cesty, poznatky ...)
13
3. 11. 2015
Režim soukromého vlastnictví
Režim společného vlastnictví
Veřejné vlastnictví
Definice obnovitelných zdrojů podle českého zákona o životním prostředí: „Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat, a to samy nebo za přispění člověka“. V jakém časovém horizontu?
14
3. 11. 2015
Trvale udržitelný management přírodních zdrojů musí zahrnovat jak rozhodování o efektivním využití zdrojů, tak prevenci environmentálních dopadů. Čertovy schody, 2013
Problematika rekultivace resp. revitalizace dobývacích prostor
Problematika rekultivace resp. revitalizace dobývacích prostor Cep, 2013
15
3. 11. 2015
Zlepšení materiálové a energetické účinnosti je jedna z podmínek na cestě k trvale udržitelnému využívání zdrojů.
Jak ale na to? Udržitelná spotřeba - používání služeb a výrobků, které uspokojují základní potřeby společnosti a zlepšují kvalitu života, zároveň však minimalizují spotřebu přírodních zdrojů, používání toxických látek, produkci odpadů a škodlivin v průběhu celého životního cyklu služby nebo výrobku tak, aby nebylo ohroženo uspokojování potřeb budoucích generací.
16
3. 11. 2015
Proč má být spotřeba a výroba udržitelná? • Moderní konzumní společnost formuje spotřebitele tak, že: – chce všechny věci (výrobky a služby1), které moderní společnost nabízí, mj. protože je přesvědčován, že zvyšují kvalitu jeho života, a zároveň – nechce negativní vlivy na kvalitu svého života generované moderní společností při zajišťování těchto výrobků a služeb (znečištění, nedostatek prostoru, negativní zdravotní a sociální jevy apod.). 1
s rostoucí kvalitou, rozmanitostí a dostupností.
… chce všechny věci (výrobky a služby), které moderní společnost nabízí, mj. protože je přesvědčován, že zvyšují kvalitu jeho života … a zároveň
17
3. 11. 2015
–nechce negativní vlivy na kvalitu svého života generované moderní společností při zajišťování těchto výrobků a služeb (znečištění, nedostatek prostoru, negativní zdravotní a sociální jevy apod.).
Málokdo si uvědomuje, ...
... jak obrovské množství zdrojů kryje naše každodenní potřeby. Například na výrobu zubního kartáčku je zapotřebí 1,5 kg surovin, na mobilní telefon, kterých se v současné době v ČR používá 10,7 mil. kusů, dokonce 75 kg! Hmotnost samotných výrobků je přitom minimální. Čipový mikroprocesor používaný např. v počítačích má hmotnost asi 0,09 gramů, na jeho výrobu je ovšem zapotřebí asi 20 kg přírodních surovin. S většími výrobky pak exploatace zdrojů dramaticky narůstá. Na jeden automobil o váze cca 1 tuny připadá před prvním použitím 25 tun odpadů, které souvisí především se získáváním surovin a s výrobou polotovarů. Na výrobu jediného počítače je zapotřebí 240 kg fosilních paliv, 22 kg různých druhů chemikálií a na 1500 litrů vody…
18
3. 11. 2015
Málokdo si uvědomuje, ... že například na výrobu zubního kartáčku je zapotřebí 1,5 kg surovin … … a na mobilní telefon, kterých se v současné době v ČR používá 10,7 mil. kusů, dokonce 75 kg surovin
Na jeden automobil o váze cca 1 tuny připadá před prvním použitím 25 tun odpadů, které souvisí především se získáváním surovin a s výrobou polotovarů.
19
3. 11. 2015
• Počet osobních automobilů v ČR vzrostl na 4,5 milionu (2011). Na jízdu a údržbu průměrného automobilu spotřebujeme během jeho života 12 000 l pohonných hmot, 112,5 l motorového oleje, 10 l nemrznoucích směsí, 16 pneumatik, 10 olejových filtrů atd., do ovzduší se uvolní množství emisí a dalších vlivů a ve finále množství odpadu ze samotného automobilu - autovraku.
12 000 l
pohonných hmot,
112,5 l
motorového oleje,
10 l
nemrznoucích směsí,
16
pneumatik,
10
olejových filtrů atd.,
20
3. 11. 2015
globální pohled …
pohled lokální …
21
3. 11. 2015
Podíl celkových emisí CO2 v sektoru dopravy podle dopravních prostředků v zemích Evropské unie (2001) Dopravní prostředek
% CO2
Dopravní prostředek
% CO2
Osobní auta
55,4
Nákladní vlaky
1,1
Nákladní auta
22,7
Autobusy
1,6
Letadla
10,9
Říční plavba
0,7
Osobní vlaky
2,8
Ostatní
4,3
Motto: "Lidé dnes v bohatých státech nemají příliš velkou svobodu výběru dopravního prostředku, protože musejí používat automobily."
Automobil jako droga Automobil jako příklad sobectví člověka -
Privatizuje zisky ze svého počínání
-
Náklady rozkládá na celou společnost
22
3. 11. 2015
... náklady rozkládá na celou společnost ..
Co však mají řidiči dělat, když se narodili do společnosti, která jim neumožňuje prezentovat svůj status méně páchnoucím způsobem?
Společenský status (MHD jako „socka“), rychlost (?), soukromí, ...
23
3. 11. 2015
Kde končí svoboda jednotlivce a začínají práva ostatních??
Materiálová spotřeba • Materiálová spotřeba je důležitým indikátorem zátěže životního prostředí. Domácí materiálová spotřeba (domestic material consumption - DMC), tj. materiálová spotřeba daného státu, se vypočítává odečtením vývozu od přímého materiálového vstupu, tj. vstupy materiálů používaných v hospodářství (vytěžené suroviny a vyprodukovaná biomasa – tzv. domácí užitá těžba a dovozy).
24
3. 11. 2015
Z grafu je zřejmé, že materiálová náročnost České republiky (1,28 t na 1000 USD HDP) je vyšší než v ostatních nových státech EU
25
3. 11. 2015
• Česká republika spotřebovává ročně větší množství přírodních zdrojů, než je zdrojová kapacita jejího území. Velká část surovinových zdrojů pochází ze zemí tzv. třetího světa, na kterých se stáváme závislí a kde zároveň dochází k dramatickému zhoršení stavu životního prostředí.
Indikátor „nadspotřeby“ • Indikátorem pro měření nadspotřeby je tzv. "ekologická stopa", která přepočítává spotřebované zdroje na množství půdy a vodních ploch nutných k jejich vyprodukování a k asimilaci odpadů. Podle zprávy Světového fondu pro přírodu z roku 2022 je průměrná velikost ekologické stopy na jednoho obyvatele ČR 5,9 hektaru. Znamená to, že průměrný obyvatel ČR potřebuje k uspokojení potřeb 4,9 ha plochy, což je více než dvojnásobek dostupné biokapacity ČR. • Obyvatelé ČR tak žijí na ekologický dluh a vytvářejí ekologický deficit, který kompenzují dovozem biokapacity (zdrojů) ze zahraničí.
26
3. 11. 2015
odbočka
Člověk-zemědělec vytvořil nový prvek v dějinách biosféry – agroekosystém (komplex zemědělských pozemků s kulturními i přirozenými rostlinami, hospodářská zvířata, lidská sídliště.
Agroekosystém má některé podobné vlastnosti jako ekosystém přirozený – je poměrně stabilní, biologicky bohatý, má malé látkové vstupy a výstupy (zemědělské přebytky jsou minimální).
Systém je „poháněn“ téměř výhradně sluneční energií.
Látkový cyklus poměrně rychlý a téměř uzavřený.
V agroekosystému neexistují kvantitativně významné odpady – neexistuje ani nedostatek surovin.
Pojem „suroviny“ nebo „odpady“ nemají v tomto kontextu příliš význam.
Podobně jako u přírodních systémů, tak i u agroekosystémů můžeme mluvit o kruhovém typu výměny látek – o cyklickém metabolismu
produkce odpadů odpovídá kapacitě prostředí tyto vhodně recyklovat
27
3. 11. 2015
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Sběračství primitivních lidských společností Extenzivní chov dobytka s převahou pastvy Střídavé zemědělství (žďáření) Extenzivní polaření bez hnojení či s minimálními dávkami hnojiv Smíšené zemědělství v poměrně uzavřených jednotkách, vyvážený koloběh látek a energie Intenzivní zemědělská produkce v otevřených systémech vyžadující trvalý přísun energie a látek zvenčí
Smíšené zemědělství v poměrně uzavřených jednotkách, vyvážený koloběh látek a energie
28
3. 11. 2015
Intenzivní zemědělská produkce v otevřených systémech vyžadující trvalý přísun energie a látek zvenčí.
odbočka – příklad současného zemědělství
Výnos obilnin u nás cca 5 tun + 5 tun slámy, tj. 10 tun organických látek se odveze ročně z 1 ha pole. V sušině cca 3 - 6% minerálních látek. V zrnu tedy cca 100 – 200 kg dusíku toto množství se musí nahradit, jinak vyčerpání minerálních živin a pokles výnosů. produkce dusíkatých hnojiv energeticky velmi náročná
29
3. 11. 2015
Dostatek levné energie (zdrojem jsou fosilní paliva) způsobil zásadní převrat.
Na rozdíl od cyklického metabolismu v rámci agroekosystémů vzniká „průmyslový“ metabolismus jednosměrného proudu (poháněn fosilní energií).
Z hlediska pohybu látek je charakterizován „průmyslový“ metabolismus jednosměrného proudu schematem:
SUROVINA PRODUKT UŽITÍ ODPAD
30
3. 11. 2015
ODPADY
Téma jiného kurzu/předmětu (?)
„průmyslový“ metabolismus jednosměrného proudu potřebuje vstupy surovin, které zčásti využije a přemění je na finální produkty, případně služby. Posléze, když produkt ztratí užitnou funkci, přemění se tak či onak na odpad.
Koncept 3R Koncept 3R (reduce, reuse, recycle) – environmentálně šetrné nakládání s odpady; inspirace, rámec a prostředek k dlouhodobé orientaci hospodářství a společnosti na udržitelný rozvoj. reduce = snížení množství odpadů reuse = opětovné využití něčeho, co by se jinak stalo odpadem recycle = recyklace Důkazem, že iniciativa 3R má ve společnosti odezvu, je rozvoj odvětví jako: Zneškodňování odpadu
Kontrola znečištění ovzduší Čištění odpadních vod Úspory energie a alternativní energie recyklace
31
3. 11. 2015
Co chceme? Trvale udržitelná společnost je taková, která může přetrvat generace, která je dostatečně předvídavá, pružná a moudrá na to, aby si nepodkopala jak fyzické, tak sociální systémy, které ji podporují. Etické vyjádření ušlechtilých cílů
32
3. 11. 2015
Nerovnoměrné rozložení zdrojů Např: Čína má:
Afrika zažije boje o kontrolu svých přírodních zdrojů.
21% lidských zdrojů 7% dostupných zásob sladké vody 7% obdělávané zemědělské půdy 4% lesů Ačkoli Čína má své vlastní poměrně velké zásoby ropy, jejich nevýhodou je umístění převážně v Tarimské pánvi na severozápadě země, zatímco těžiště spotřeby je na jihovýchodním pobřeží. Vzdálenost měřená vzdušnou čarou není sice větší než od ruských sibiřských nalezišť do Evropy, avšak vzhledem ke obtížnému profilu terénu by stavba ropovodu byla pravděpodobně velmi drahá (totéž platí pro jeho provoz). Naleziště ropy v Jihočínském moři budou během několika let vyčerpána, pokud nebudou nalezena nová pole. Proto je vysoce pravděpodobné, že v dohledné době bude stále větší část spotřeby kryta dovozem, hlavně ze singapurských rafinerií.
Může samotná ušlechtilost koncepce trvalé udržitelnosti zvrátit dosavadní vývoj využívání zdrojů? Konec přednášky
Optimismus nových postupů a technologií
33
