3. 11. 2015
Zdroje energie
UVZ 09, Michael Bartoš, podzim 2015
Motto: Omezené zásoby nejvýznamnějšího zdroje energie, jímž jsou fosilní paliva, vedou v současné době k hledání dalších zdrojů, aby i nadále bylo možné zajišťovat strmě narůstající trend spotřeby energie.
Hypotéza:
Další rozvoj lidské civilizace závisí na třech skupinách faktorů:
1. Sociální jevy – mentalita, kultura, spotřeba (způsoby řešení ekonomických, etnických, náboženských a jiných konfliktů; vzorce spotřeby; životní styl aj.)
2. Globální změna – souhrn všech lidmi ovlivněných změn životního prostředí
3. Dostupnost energií – „peak oil“ (ropný zlom – těžba ropy a později zemního plynu dosáhne vrcholu a pak už bude jen klesat);
Všechny tři skupiny faktorů – mentální změna, životní prostředí a dostupnost energie – jsou těsně spjaty a ovlivňují se navzájem.
1
3. 11. 2015
„PEAK-OIL“ aneb ROPNÝ ZLOM PEAK OIL
Optimistický odhad doby, kdy dojde k ropnému zlomu, je rok 2035.
„Stárnoucí populace v ekonomicky vyspělých zemích a stále rostoucí počet radikálních hnutí po celém světě , proměňující se životní prostředí a rostoucí ceny energií vytvářejí potenciál pro velkou transformaci, krizi nebo tragédii, která ve svém konečném působení může být v pesimistickém scénáři srovnatelná se „světovou válkou“ a v optimistickém se „zásadním postindustriálním přechodem“. Cílek, V., Kašík, M. (2008): Nejistý plamen
www.lifeaftertheoilcrash.net
www.energybulletin.cz
2
3. 11. 2015
ENERGIE JE ZÁKLAD
ZDROJE ENERGIE • Všude kolem nás je spousta energie – Jak se k ní dostat? – Jak ji uvolnit?
3
3. 11. 2015
Schopnost využívat oheň znamenala pro naše předky kulturní skok. Po dlouhou dobu byla vědecká obec přesvědčena, že první lidé začali používat oheň k výrobě nástrojů někdy před 25 000 lety, jak o tom svědčily různé archeologické nálezy v Evropě. Nejstarší svědectví o ovládnutí ohně byla doposud minimálně o půl miliónu let mladší než ta, která se podařila objevit v Gesher Benot Ya'aqov (790 000 let). Městečko se nachází u Mrtvého moře v severní části Izraele.
Kromě své vlastní energie začal člověk brzy využívat energii zvířecí ...
Od 9. století byl používán chomout – revoluce ve využití tažné síly zvířat ...
České slovo chomout (podobně jako německé Kumt nebo Kummet, polské chomąto a praslovanské chomǫtъ) pochází patrně z mongolského chomt, množné číslo chomut, takže do východní a střední Evropy přišel zřejmě z východu. Nejstarší doklady o chomoutech pocházejí ze severní Číny ze třetího století n. l. Do Evropy přišel v 9.-10. století, rozšířil se do 12. století a nahradil zde starší jho (jařmo). Protože zejména koně netlačil ani neškrtil jako některé dřívější postroje, mohli vyvinout až pětinásobně větší tažnou sílu a kůň také táhne o polovinu rychleji než vůl. Chomout tak umožnil podstatně hlubší orbu, což se projevilo na podstatném zvýšení zemědělského výnosu.
4
3. 11. 2015
Žentour
Hoslavice (ST)
Přerov nad Labem (NB)
Žentour
Krňovice (HK)
5
3. 11. 2015
Vodní síla
Využití kinetické energie vody – vodní síla
Nahrazení spodního vodního kola, které je roztáčeno jenom silou proudu, horním vodním kolem, kde působí i váha vody ...
6
3. 11. 2015
Později nastoupilo spalování uhlí, pak ropy a výroba jaderné energie ...
Jednotlivé zdroje měly v různých etapách vývoje lidské společnosti různý význam. I když v hodnocení mohou být značné rozdíly, je zřejmé, že do konce 19. století bylo hlavním zdrojem energie pro lidstvo dříví, koncem 19. stol. nabylo na významu uhlí, ve 20. století ropa a zemní plyn a také vodní energie a od druhé poloviny 20. stol. energie jaderná. Přitom spotřeba energie neustále roste, do značné míry i v závislosti na růstu počtu obyvatel Země. Na počátku 21. století se jako zdroje energie uplatňují zejména: ropa
34,0 %
uhlí
23,5 %
zemní plyn
21,2 %
spalitelné odpady
10,9 %
energie jaderná
6,8 %
energie vodní
2,2 %
ostatní
0,5 %
Graf: Palivový mix ČEZ, a. s. v roce 2010 Uhelné elektrárny Jaderné elektrárny Výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů Celkem
51,06 % 46,01 % 2,93 % 100 %
7
3. 11. 2015
ZÁKLADNÍ JEDNOTKY ENERGIE: Joule (J) 1 Joule je definován jako práce, kterou koná síla1 N působící po dráze1 m.
Kilokalorie (kcal) = 4 186,8 joulů (v potravinářském průmyslu) BTU (British Thermal Unit) = 1 055,56 joulů (v energetickém průmyslu) tTNT (energie jedné tuny trinitrotoluénu) = 4 200 000 000 joulů (ve vojenství ap.) eV (elektronvolt) = 10-19 joule (popisování energetických jevů na úrovni elektronů a iontů)
kWh (kilowathodina) = 3 600 000 J = 3,6 MJ = 1,343 hph (horse power per hour - koňské síly za hodinu)
Středně těžce pracující člověk potřebuje přibližně 2.500 kcal denně, tj. : 10 467 000 joulů 0,025 tTNT 9 916 BTU
Průměrná spotřeba na jednoho člověka Země je 69 000 000 BTU ročně
69 000 000 : 365=189 000 189 000 : 9 916 = 19 Tj. téměř 20x větší spotřeba
8
3. 11. 2015
ERoEI – ENERGETICKÁ NÁVRATNOST (Energy Return on Energy Invested) Úsilí získat energii stojí určitou energii
Těžba energetického hnědého uhlí
Energetická návratnost (ERoEI) (kolik získáme energetických jednotek z jednotky energie) Ropa v počátcích těžby
100
Ropa v Texasu kol.r. 1930
60
Ropa na Blízkém Východě
30
Přírodní plyn
20
Kvalitní uhlí
10 - 20
Nekvalitní uhlí
4 - 10
Vodní elektrárny
10 - 40
Větrná energie
5 - 10
Solární energie
2-5
Jaderná energetika
4-5
Ropné písky
max.3
Bitumenózní břidlice
max. 1.5
Biopaliva (Evropa)
0,9 - 4,0
Zdroj: Cílek, V., Kašík, M. (2008): Nejistý plamen
9
3. 11. 2015
Biopaliva (Evropa)
0,9 - 4,0
Biopaliva se vyplatí v Brazílii či na Kubě, kde jsou příznivější klimatické podmínky, sklizeň vícekrát do roka a levnější pracovní síla. Ale v podmínkách evropských ...
10
3. 11. 2015
JE ENERGIE LEVNÁ?
ZÍSKAT ENERGII STOJÍ ENERGII
11
3. 11. 2015
Příklad:
Za 10 hodin šlapání = 1kWh (obvyklá cena pro malospotřebitele je 3,50 Kč/kWh Za 1 hod nekvalifikované práce zaplatíme obvykle 50 Kč/hod (ukrajinský pomocný dělník) 10 x 50 = 500 Kč/kWh Poznámka: Vesmír 89, listopad 2010, s. 657
Příklad:
Energie v 1 litru ropy je asi 39 000 BTU neboli asi 10kWh 1 litr benzínu cca 35 Kč 1 kWh energie stojí cca 3,50 Kč
12
3. 11. 2015
Jak je na tom Česká republika? • 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 dvou strategických surovin musí být dovážena.
Zranitelnost komunity při déletrvající mimořádné události
Auckland (Blackout 1998), New Orleans (Katrina 2005), Haiti a Chille (zemětřesení 2010),…
Normální stav
Stav pohotovosti
Sebere alizace
Sebere alizace
Uznání
Uznání
Sounáležitost
Sounáležitost
Potřeba bezpečí
Potřeba bezpečí
Fyziologické potřeby
Fyziologické potřeby
Nouzový stav
Obnova
Domobrana T > 5 dnů
Rozpad společnosti
(město ovládnou rabující gangy)
13
3. 11. 2015
BLACK OUT
BLACK OUT
Šubrtová, o., Glaser, M.: Blackout. Jihočeské divadlo, činohra, České Budějovicice
14
3. 11. 2015
NEOBNOVITELNÉ ZDROJE Za obnovitelné zdroje není považována ta biomasa, která je součástí geologických formací a je přeměněna v nerostné suroviny označované jako fosilní paliva (1) uhlí, (2) ropa, (3) zemní plyn, (4) rašelina, ...). Sluneční energie se v nich akumulovala před delší dobou. Tyto zdroje jsou souhrnně nazývány neobnovitelné.
(1) UHLÍ
15
3. 11. 2015
poznámka
Historie těžby uhlí Doložené zprávy o těžbě uhlí jsou z Británie 13. století, kdy se začalo kopat na severním pobřeží. Nebyla to těžba ani dobývání, ale jen takové sbírání na uhelných výchozech na zem. Z New Castle bylo po moři dováženo do Londýna pro tamní kováře. Toto hned narazilo u místního obyvatelstva, které tvrdilo, že uhelný kouř je jedovatý a zabíjí lidi. Roku 1316 byl vydán královský edikt, kterým se přísně zakazovalo topení tímto uhlím. Během druhé poloviny 14.století se ovšem opět prosazuje a stoupá jeho spotřeba. Bylo nutno zvyšovat těžbu, zakládat nové doly, odvodňovat štoly a dopravovat ho na povrch. Británie byla první země, která začala těžit uhlí a taky první země, která jej vyvážela do ciziny. V ostatních zemích kromě Belgie začala těžba mnohem později. V Německu bylo uhlí nalezeno až v 16. století. V Čechách započala těžba v 15. století, ale brzo se přestalo protože byl dostatek dříví a těžba byla obnovena až v 18. století s průmyslovou revolucí, kdy bylo potřeba výkoného paliva do Wattového parního stroje 1757, parolodi R. Fultona 1807, lokomotivu G.Stephensona 1812 a třeba do vysokých pecí.
Severní Čechy Dosud nejstarší známá historická zmínka o uhelném hornictví je z toku 1403 v městské knize Duchcova. Další zmínky pocházejí z let 1550 - 1580 a jsou o dolování u Jirkova, Hrobu a na Pětipesku. Další zmínky jsou z roku 1740 a to o dobývání u Všestud na Chomutovsku a u Varvažova a Otovic na Ústecku. Na dobývání uhlí na Mostecku se v minulosti značnou měrou podílel osecký klášter. První zprávy z jeho kronik se zmiňují o těžbě jílovitých hornin. Z roku 1763 je dochována písemná zmínka o uhelném dole, patřícím klášteru ve Střimicích u Mostu. Je také zmíněno právo obyvatelstva dobývat uhlí pro topné účely. Z dolů bylo využíváno pouze hrubé kusové uhlí. Moury a drobné uhlí se spalovaly na místě. Získaný popel se prodával jako hnojivo. Do počátku 19. století probíhala těžba uhlí primitivním způsobem. Na výchozech uhelné sloje se zakládaly nehluboké jámy, z nichž se těžilo pomocí rumpálu. Tam, kde to situace dovolovala, bylo uhlí těženo malými povrchovými otvírkami. Jejich technické vybavení nebylo prakticky žádné. K oživení těžby po napoleonských válkách přispělo zahájení dopravy uhlí po Labi do německých zemí v roce 1830.
16
3. 11. 2015
Střední Čechy První písemná zpráva o těžbě černého uhlí v širším okolí Kladna pochází z roku 1463, kdy bylo dobýváno u Malých Přílep. Je to nejstarší zpráva o dobývání černého uhlí v Čechách. Podle zprávy z roku 1570 se uhlí dolovalo na Buštěhradském panství u Vrapic a vyráběla se z něho skalice. Také na Slánsku se v té době ojediněle dobývala kounovská sloj. Ostravsko 1753 - hrabě Václav Kořenský z Těrešova /Ostravsko
George Bretz: První fotografie horníků za použití umělého osvětlení, vpravo je dynamo sloužící k osvětlení podzemních prací v uhelném dolu Kohinoor, Pennsylvánie, asi 1884
17
3. 11. 2015
Likvidace sídel v důsledku povrchové těžby hnědého uhlí (Most, 1971)
18
3. 11. 2015
Těžba uhlí v ČR 100 90 80
mil.t/rok
70 60 50 40 30 20 10 0 1870
1890
1910
1930
1950 černé uhlí
1970
1990
2010
2030
2050
hnědé uhlí
19
3. 11. 2015
Nároky na území pro výrobu elektřiny Náhrada uhlí biomasou by si vyžádala 60% území ČR Z hlediska zachování služeb ekosystémů výroba elektřiny z biomasy devastuje území více než výroba elektřiny z uhlí 400
350
m2/MWh
300 250 200 získávání paliva
150
zdroj elektřiny
100 50 0 FV
JE
vítr
paroplyn biomasa
uhlí
Otázky účinnosti tepelných/uhelných elektráren Otázky rekultivací vytěžených ploch/jizvy v krajině Otázky energetické efektivnosti: hnědé uhlí versus zemědělské plodiny
20
3. 11. 2015
Prolomení těžebních limitů – podzim 2015
21
3. 11. 2015
V České republice se těží černé uhlí, hnědé uhlí a druh nejmladšího hnědého uhlí – lignit.
Výskyt lignitových ložisek v ČR
Zrušené lignitové doly na jižní Moravě (2012)
22
3. 11. 2015
(2) ROPA
Název ropa pro surovou naftu pochází z polštiny, nafta ze staré perštiny. Ropa je v polštině označením pro solné prameny a znamená hnis. Množství ropy se udává v tunách nebo v barelech: 1 tuna je 7,33 barelů a 1 barel je 158,97 litrů. Ropa obsahuje uhlík (84–87 %), vodík (11–14 %), dusík a kyslík (po 1 %), síru (0–4%) a další plynné, kapalné a pevné složky (často např. helium, až 1 %).
Ropa je světle žlutá až téměř černá kapalina, obsahující především kapalné, avšak i plynné a tuhé uhlovodíky. Obsahuje 80 až 85% uhlíku, 10 až 15% vodíku a různá množství síry. Z hypotéz o vzniku ropy převládá tzv. organická, podle které pochází ropa z nahromaděných živočišných a částečně i rostlinných zbytků v pravěkých lagunách a uzavřených zálivech. Tyto zbytky podléhaly po miliony let mikrobiálnímu rozkladu, zvyšující se teplotě a tlaku.
23
3. 11. 2015
Ropná plošina Hibernia
Ropné havárie …
Ropná havárie v Mexickém zálivu • Od 20. dubna 2010, kdy ekologická katastrofa v Mexickém zálivu vypukla, podle ochránců životního prostředí uhynulo kvůli ropě přes 6100 ptáků. • "Nakonec to nebylo tak hrozné, jak to mohlo být," zhodnotil dopad katastrofy na ptačí populaci Richard DeMay z úřadu, který sleduje divoká zvířata na Louisianském pobřeží. Srovnal přitom následky ropné havárie s potopením tankeru Exxon Valdez u Aljašky v roce 1989, kdy kvůli ropě uhynulo na 35 tisíc ptáků.
24
3. 11. 2015
Naftu použiješ jen jednou!
25
3. 11. 2015
„PEAK-OIL“ aneb ROPNÝ ZLOM PEAK OIL
Optimistický odhad doby, kdy dojde k ropnému zlomu, je rok 2035.
Většina geologů se domnívá, že těžba ropy již dosáhla nebo brzy dosáhne svého vrcholu a potom již bude jen klesat. Jde především o tzv. Hubbertovu teorii ropného vrcholu, tzv. peak oil. Peak oil je teorie zabývající se dlouhodobými předpověďmi spotřeby a vyčerpání ropy. http://cs.wikipedia.org/wiki/Ropný_vrchol Jakmile by některá z nestabilních zemí „uzavřela kohoutky“ (Írán, Irák, Nigerie, Angola), důsledek by se projevil téměř okamžitě. Vývoj cen ropy velmi kolísá. Zatímco v polovině roku 2008 cena dosáhla až 147 dolarů/barel, následně klesla na 40 dolarů a v roce 2010 se pohybuje kolem 80 dolarů za barel. Největší výzvou do budoucna bude hledání náhrady za konvenční ropu. Alternativy dosud narážejí na různé překážky. Například vodík, který by byl vyráběn s pomocí obnovitelných zdrojů energie má problémy se skladováním a distribucí, rovněž biopaliva narážejí na některé problémy.
26
3. 11. 2015
Těžba ropy na jižní Moravě
27
3. 11. 2015
Ropné (dehtové) písky Ropné písky se vyskytují asi v 70 zemích, nejvíce však v Kanadě a Venezuele. V kanadské provincii Alberta pokrývají plochu zhruba o velikosti Čech. První pokusy s těžbou se v Kanadě uskutečnily v roce 1967, tj. v období ropných krizí.
Nejdůležitějším zdrojem ropných písků je Kanada. Dehtové písky obsahující bitumen se zde těží ve velkých povrchových dolech. (Bitumen je souhrnné označení pro viskózní organické kapaliny černé barvy, např. dehet, asfalt.) Po vytěžení se dehtový písek propírá ve směsi horké vody a chemikálií tak, aby se od písku oddělil bitumen; ten se pak odesílá k dalšímu zpracování a rafinaci.
28
3. 11. 2015
(3) ZEMNÍ PLYN Na vznik zemního plynu existuje více teorií. Jelikož se zemní plyn vyskytuje velice často spolu s ropou (naftový zemní plyn) nebo s uhlím (karbonský zemní plyn), přiklánějí se teorie jeho vzniku nejčastěji k tomu, že se postupně uvolňoval při vzniku uhlí nebo ropy jako důsledek postupného rozkladu organického materiálu. Podle teorií preferujících organický původ zemního plynu byly tedy na začátku vzniku zemních plynů rostlinné a živočišné zbytky.
Poznámka: Svítiplyn je technický plyn, tvořený směsí vodíku, oxidu uhelnatého, metanu, a dalších plynů (dusík, oxid uhličitý), používaný v 19. a 20. století především ke svícení, ale i k výrobě tepla. Svítiplyn se vyrábí uměle, buď karbonizací (vzniká jako “vedlejší” produkt v koksárnách), tlakovým zplyněním hnědého uhlí, nebo štěpením zemního plynu, a úpravou jiných plynů. Otrava svítiplynem je v podstatě otrava oxidem uhelnatým, který je ve svítiplynu obsažen v různém množství, podle toho, z čeho je vyroben.
29
3. 11. 2015
Poznámka: V září 2013 tomu bylo přesně 166 let, kdy se v naší zemi poprvé rozsvítily plynové lampy. I historické jádro Prahy osvětluje několik nových plynových lamp. Příjemné, teplé světlo se nově rozlévá v Železné ulici. Plynové osvětlení je dokončeno také v části ulic Hlavsova, Jilská a Karlova, na Malém náměstí, v části Staroměstského námětí, Uhelného trhu a v ulici Rytířské. Poslední svítiplynové lampy zhasly v Praze na Hradčanském náměstí v roce 1985. Dlouhá léta pak nebyl o plynové osvětlení zájem. Až v roce 1997 v rámci 150 let plynárenství v Čechách a na Moravě Pražská plynárenská, a. s., provedla obnovu funkce původní plynové pochodně sousoší Ladislava Šalouna „Práce a věda“ ve svém areálu v Michli. Ve světě se dnes plynové osvětlení uplatňuje zejména v historických částech měst, na hradech a zámcích v plynových lampách, lucernách apod. Převážně se jedná o repliky historického plynového osvětlení. Pro účely dekorativní je zemní plyn používán v otevřených plamenech, plynových pochodních (sochy, věčné ohně…).
Dnes se zemní plyn podílí 23% na celosvětové spotřebě energie - vytápění, výroba elektřiny ... Složitější přeprava než přeprava ropy - lodní dopravou pouze v kapalné formě Celosvětové zásoby zemního plynu větší než ropy - Peak Gas se dostaví nejméně 20 let po Oil Peaku Největší zásoby na Sibiři ERoEI v rozmezí 8 - 20 CNG (anglicky Compressed Natural Gas) je stlačený zemní plyn. Je používán jako palivo pro pohon motorových vozidel a je považován za relativně čistější alternativu k benzínu a motorové naftě, ale také k LPG. LNG (Liquified Natural Gas) LNG je zkapalněný plyn při mínus 162 °C a tvoří namodralou, průzračnou kapalinu s minimální viskozitou. LPG (Liquefied Petroleum Gas) neboli zkapalněný ropný plyn je směs uhlovodíkových plynů používaná jako paliv do spalovacích spotřebičů a vozidel. Jde o novodobější označení pro směs topného plynu, známou jako propanbutan.
30
3. 11. 2015
2001 Zásoby zemního plynu dělíme na prokázané, pravděpodobné a potenciální.
1 tcm = trillion cubic meters (miliard) V kontinentální Evropě se používá dlouhý systém s násobkem milion. To znamená, že bilion je milion milionů, trilion milion bilionů atd… Naproti tomu ve většině anglicky mluvících zemích se používá krátká škála s násobkem tisíc. V takovém systému bilion znamená tisíc milionů, trilion tisíc bilionů (a tedy milion milionů). V dlouhém systému se pro číslo tisíc milionů používá název miliarda, pro číslo tisíc bilionů biliarda atd… Tato pojmenování v krátkém systému nemají smysl. Rozdíl v pojmenování vede často k chybným překladům a nedorozuměním.
31
3. 11. 2015
Problémy přepravy a skladování Dálková přeprava je díky vzdálenostem, na které se dnes zemní plyn přepravuje, nejnáročnějším článkem řetězce cesty zemního plynu od ložiska k zákazníkovi. Upravený zemní plyn je možné přepravovat potrubím nebo ve zkapalněném stavu tankery.
přeprava potrubím - Evropa je dnes protkána hustou sítí dálkových plynovodů. Provozní tlaky v nejnovějších potrubních systémech dosahují až 10 MPa a průměry plynovodů často přesahují jeden metr (např. v ČR je téměř 400 km o průměru 1400 mm). přeprava tankery - je využívána pro přepravu přes moře na velké vzdálenosti - např. do Evropy je takto dodáván stlačený zemní plyn (CNG) a zkapalněný zemní plyn (LNG) z Alžírska, Nigérie nebo Austrálie. Zemní plyn se na pobřeží stlačí nebo zkapalní (zkapalněním zmenší zemní plyn svůj objem cca 600x) a přečerpá do tankeru.
Ložiska zemního plynu v České republice
Česká republika nemá žádná významná ložiska zemního plynu. Těžba na jižní Moravě se pohybuje pod 100 mil. m 3 plynu ročně a podílí se tak na celkové spotřebě necelým jedním procentem.
32
3. 11. 2015
Zemní plyn naftový je zpravidla uložen v pórovitých horninách ohraničených nepropustnými vrstvami a vodou, kde se jako specificky lehčí látka nahromadil v průběhu tisíců let nad vrstvami ropy nebo vody. Těžba zemního plynu na jižní Moravě (2013) Zemní plyn se těží vrty vedenými přímo do pórovitých vrstev ložisek, která se nacházejí většinou v hloubce do 3 km pod povrchem země. Plyn se však těží i z daleko větších hloubek až kolem 8 km. Zemní plyn se těží jak z ložisek na pevnině (Rusko, Alžírsko, Nizozemsko), tak z ložisek, které se nacházejí pod mořským dnem (např. v Severním moři).
Hlavními dodavateli zemního plynu do České republiky jsou Rusko a Norsko. Dodávky zemního plynu z Ruska proudí na naše území přes Slovensko a na naše území vstupují přes předávací stanici v Lanžhotě. Dodávky norského zemního plynu vstupují na naše území přes předávací stanici Hora Sv. Kateřiny.
Cena zemního plynu se skládá z následujících čtyř složek: • přeprava, • uskladňování, • distribuce, • komodita (samotný zemní plyn jako takový).
33
3. 11. 2015
3a BŘIDLICOVÝ PLYN Břidlicový plyn je přírodní plyn nahromaděný ve formacích břidlic.
Zdroj: http://technet.idnes.cz/co-znamena-tezby-plynu-z-bridlic-pro-ceskou-republiku-jak-probiha-a-coprinasi-1xm-/tec_technika.aspx?c=A120411_165226_tec_technika_mla
Hydraulické štěpení (frakování pomocí “kluzké vody”) Umožňuje dostat se k zásobám plynů, které by jinak zůstaly pevně uvězněné ve skále. Metodou se těží především v podzemních břidlicích, což jsou vlastně velké desky pevného kamene. Některé břidlice obsahují i organické látky. Pokud jsou pod zemí dost dlouho a ve správných hloubkách a teplotách, změnily se tyto organické zbytky na plyn nebo ropu, ale zůstaly uvězněné ve skále. Při hydraulickém štěpení se skála navrtá, pod velkým tlakem se do ní napumpuje voda (miliony litrů vody), která skálu v okolí vrtu rozdrolí. Tím se plynu v kameni uvolní cesta k vrtu a spolu s vodou začne proudit ven. Během doby životnosti jednoho vrtu se takových štěpení musí provádět několik, aby se zpřístupnily nové zásoby plynu. Tady obor naráží na problém. USA mají tu výhodu, že těžba z velké části probíhá v oblastech s nízkou hustotou zalidnění. Zdaleka se sice nedá srovnat třeba s povrchovou těžbou v lomech, ale zanechává po sobě jisté stopy. Voda, která se do vrtu natlačí, se musí někde skladovat. Je to nejméně několik milionů litrů, takže velký plavecký bazén. (Voda v bazénu o hloubce dva metry, šířce 20 a délce 50 metrů má celkový objem dva miliony litrů.) Kapalina se musí na místo nějak dopravit a natlakovat. K tomu je zapotřebí samozřejmě buď zdroj vody přímo u vrtu, nebo, a to je častější, nějak vodu k vrtu dopravit. Obvykle flotilou nákladních vozů, což pro okolí není nic příjemného. Objem větších dopravních cisteren se pohybuje kolem 30 tisíc litrů, takže na jedno "frakování" (tj. štěpení z angl. fracking) je zapotřebí několika set jízd velkého nákladního vozu. Štěpení se provádí jenom jednou za delší dobu, obvykle v řádů měsíců, u bohatých nálezů i po delší době, ale i tak zvýšená doprava samozřejmě vadí. Problém může být i hlukové znečištění. Voda se musí do vrtu dostat pod takovým tlakem, že je k tomu zapotřebí celá baterie pump a čerpadel. Když běží, spotřebují tolik energie jako malé městečko a mohou své okolí dosti obtěžovat. Technicky to však není neřešitelný problém.
34
3. 11. 2015
Co s jedovatou vodou, která se vrátí na povrch? Vytéká z vrtu spolu s plynem, nějakými těmi rozpuštěnými minerály a vším ostatním, co do vrtu bylo natlakováno. Plyn se samozřejmě oddělí, ale zbytek se musí nějak příhodně "zlikvidovat". A v tom tkví nejčastěji skloňovaná výhrada proti štěpení: voda z vrtu totiž není zdaleka čistá. Při štěpení se používá takzvaná vrtná směs. Kromě vody je v ní především písek nebo jiný podobný materiál (například speciální keramické kuličky). Ten má za úkol udržet vrt déle průchozí: zrníčka písku se usadí v trhlinách, které voda vytvoří, a udrží je otevřené. Tohoto materiálu bývá ve vrtech zhruba necelých pět procent celkové hmotnosti. Ale písek asi nebude největší problém, že? Tím jsou další přídavné chemické látky, které se do vrtu přidávají. Je to pestrá směsice nejrůznějších chemikálií, která čítá podle součtu amerických úřadů přes 600 položek. Což je dáno i tím, že každá firma používá v podstatě svou vlastní vyzkoušenou směs. Celá řada, vlastně většina těchto látek, jsou zdraví škodlivé. V mnoha případech i vysloveně jedovaté, často také karcinogenní. Používají se, aby písku umožnily snadno pronikat do puklin ve skále. Tak to je na pohled velký háček. Kolik těch chemikálií se používá? Pár desetin procent celkového objemu, což na jedno frakování činí ovšem tisíce litrů. Které sice skončí hluboko pod zemí, ale pak se odtamtud zase vrátí spolu s plynem. Této vody je pak zapotřebí se nějak bezpečně zbavit nebo ji vyčistit, pokud nemá dojít k nějakým škodám. Není to z technického hlediska neřešitelné, ale samozřejmě to už tak drahou těžbu dále prodražuje a komplikuje. A vždycky je tu riziko podvodu nebo havárie, jako u každé jiné činnosti. Co kontaminace podzemních vod? Nelze ji úplně vyloučit. Ale vrty pro těžbu v břidlicích probíhají často v poměrně velkých hloubkách, kolem dvou, tří až čtyři kilometrů. Vodu čerpáme z hloubek do pár stovek metrů, v některých oblastech do kilometru (třeba u minerálních vod). Ve většině případů by tedy i únik chemikálií z vrtu měl k pitné vodě daleko.
MF Dnes, 27.03.2012
Těžení plynu z břidlic není technologicky vůbec jednoduchou záležitostí. Jednak jsou ony plynonosné břidlice v Evropě uloženy v hloubkách tří nebo čtyř kilometrů, jednak se při těžbě používá směsi vody, písku a blíže nespecifikovaných chemikálií, což vyvolává v České republice nepříjemné reminiscence na těžbu uranu u Ralska, kde se používala kyselina sírová. I z důvodu použití chemikálií došlo v některých státech, jako třeba ve Francii, nebo v Bulharsku k zákazu těžby plynu, přestože Francie figuruje – podle Lidových novin – na druhém místě v zásobách plynu v břidlicích v Evropě. Nejvíce takto uloženého plynu má být – podle stejného zdroje – v Polsku, na Ukrajině a ve Skandinavii. Polsko, jež má v Evropě údajně primát v těžitelném množství, má o plyn z břidlic velký zájem, protože by se mohlo do budoucna obejít bez dovozu plynu z Ruska. První průzkumné vrty byly v Polsku odstartovány již v roce dva tisíce jedenáct a premiér Tusk prý počítá se zahájením těžby v roce dva tisíce třináct.
35
3. 11. 2015
A jak jsme na tom v České republice? Prý ne nejhůř, nicméně bychom mohli pokrýt ne více než něco kolem patnácti procent naší spotřeby. Upřesnění tohoto množství by ostatně přinesly až průzkumné vrty. Ministerstvo průmyslu a obchodu sděluje v polovině března, že zatím ani k nim, natožpak k těžbě, nebyly poskytnuty dosud žádné licence, i když zmíněné ministerstvo má zájem na tom vědět, jakým množstvím zemního plynu z břidlic bychom mohli případně disponovat. Jak říká mluvčí zmíněného ministerstva: "Zájmem státu je mít aktuální a relevantní informace o domácím surovinovém potenciálu. Proto je správné, aby geologický průzkum na našem území probíhal." S tímto racionálním závěrem se asi ztotožní většina obyvatel České republiky. Nejen ti, kteří používají plyn k topení a vaření. Lidé bydlící v dotčených oblastech však odmítají i průzkum, neboť ten se od komerční těžby liší jen kapacitou a obávají se jak hluku, tak možného znečištění podzemních vod. A které jsou ty oblasti, o něž mají zahraniční těžební firmy zájem? Britská Cuadrila si vyhlédla lokalitu na západní Moravě u Valašského Meziříčí, kdežto australská firma Hutton Energy má zájem o oblasti v Čechách, konkrétně na Trutnovsku a v oblasti mezi Prahou a Berounem. O nezanedbatelné budoucí důležitosti plynu z břidlic svědčí i okolnost, že studie, mapující zásoby na území České republiky, se má objevit i v oné, neustále odkládané Státní energetické koncepci. ENERGETIKA: Plyn z břidlic 3. dubna 2012 http://neviditelnypes.lidovky.cz/
36
3. 11. 2015
Bakken shale oil formation – fléry - světelné znečištění
Minneapolis (pop. 3,3 Mil.)
(4) RAŠELINA
Současná těžba rašeliny (Třeboňsko, 2013)
37
3. 11. 2015
Borkování (těžení) rašeliny Od roku 1956 zákaz spalování rašeliny
Mapa výskytu rašeliny v Čechách
In: Šanovec, 1946
Získaná rašelina se užívá: 1) jako palivo, 2) jako stelivo v zemědělství, 3) v zahradnictví, 4) jako isolace, 5) v lékařství, 6) v průmyslu (Šanovec, 1946) Dnes: zahradnictví, balneologie
38
3. 11. 2015
Budování naučné stezky vytěženým rašeliništěm Soumarský most (revitalizace rašeliniště)
(5) JADERNÁ ENERGETIKA Počátek československého jaderného programu – 23.4.1955 – uzavření „Dohody o poskytnutí pomoci Československé republice v rozvoji výzkumu fyziky atomového jádra a využití jaderné energie pro potřeby národního hospodářství Svazem sovětských socialistických republik“
Realizace jaderného programu nezávisí na podobě režimu – navrhovatelé a realizátoři jaderného programu jsou nezávislí na politických a státních strukturách. Atomy pro mír se principiálně neliší od atomů pro válku.
39
3. 11. 2015
Těžba uranu v Čechách – Bitíz (2010)
Lágr Vojna (Příbramsko)
40
3. 11. 2015
Jedním z největších problémů současných technologií je bezpečné ukládání odpadu z jaderných elektráren. Dříve běžné ukládání v betonových obalech do moře je mezinárodními konvencemi zakázáno (pravděpodobně se ovšem děje i nadále), vyhledávání podzemních úložišť je provázeno protesty. V České republice jsou na budování podzemních úložišť radioaktivního odpadu všeho druhu vytipovány lokality na Jindřichohradecku (Lodhéřov, Klenová, Kunějov), Růžová u Třeště, Blatno a Tis u Blatna v západních Čechách a Chyšky a Vlksice na Táborsku aj. V Evropě v současné době produkuje elektrickou energii více než 100 jaderných elektráren (poslední byla uvedena do provozu v r. 2006 ve Finsku), nejvíce jich je ve Francii, kde produkují asi 78 % elektrické energie státu. Na celém světě bylo v roce 2009 v provozu celkem 436 jaderných reaktorů a více než 40 bylo ve výstavbě.
Jaderné elektrárny stojí ve 30 zemích světa a jejich celková kapacita je přibližně 372 000 MWe. Krom toho je 53 nových reaktorů ve výstavbě a stavba více než 140 dalších je naplánována. Dalších 327 je teprve ve stádiu návrhů a rovných 120 z nich patří Číně. Čína by tak mohla dosáhnout prvenství v počtu jaderných reaktorů, které prozatím patří Spojeným státům. 5 evropských zemí s největším podílem energie vyrobené jadernými elektrárnami: Země Podíl elektřiny vyrobené 2009 z jádra (v %) Francie
76,2
Litva
72,9
Slovensko
56,4
Belgie
53,8
Ukrajina
47,4
41
3. 11. 2015
Z roční celosvětové výroby elektřiny připadá 16 % jaderné energii. V roce 2009 bylo jadernými elektrárnami vyrobeno zhruba 2 600 miliard kWh. Největší množství vyrobené energie patří USA, které provozují 104 jaderných reaktorů ve 31 státech a ročně vyrobí 809 miliard kWh. Jaderná energie činí téměř 20 % z celkového množství vyrobené energie v USA a instalovaný výkon je přibližně 101 GWe. Spojené státy jsou největším producentem a z celosvětového množství vyrobí téměř jednu třetinu jaderné elektřiny.
5 největších světových producentů jaderné energie Země
Počet reaktorů
USA
Instalovaný Vyrobeno miliard výkon v GWe kWh za jeden rok 101 809
FRANCIE
63
418
59
JAPONSKO
47
240
54
RUSKO
21,8
152
31
KOREA
17,7
144
20
104
42
3. 11. 2015
43
3. 11. 2015
Problémy: Těžba uranu – ekologické problémy (např. Příbramsko) Zpracování uranu – (např. MAPE Mydlovary) Radioaktivní odpady – nutná izolace asi na 100.000 let (Dukovany a Temelín vyrobí během svého provozu asi 4.000 tun radioaktivního odpadu – 25 místních referend odmítlo na svém katastru úložiště) Šíření radioaktivních materiálů – Jak souvisí íránské zbrojení s novými bloky v Temelíně? ... jaderný průmysl se globalizoval – pro Dukovany a Temelín pracují obohacovací závody v Rusku ...
Neřízené uvolnění energie umožňuje vojenské zneužití
Robert JUNGK (1913 – 1994) Der Atom-Staat, Hamburg, 1979
1994
Stát s jadernou energetikou musí chtě nechtě zkracovat svého občana na jeho občanských a lidských právech Manipulace s nebezpečným materiálem vyžaduje již jen z důvodu osobní bezpečnosti neustálou vzájemnou kontrolu „toho druhého“, která se přenáší z pracovního procesu na ostatní vztahy ve společnosti, až se stává normou. Deformace člověka vzájemným špehováním jako následku státních kontrolních opatření, které mají zabránit „atomovému terorismu“
44
3. 11. 2015
Výzkum sociálního a politického působení jaderné energie dosud zaostával za studiem za studiem biologických a ekologických efektů.
Temelínec – dnes již neexistující obec, březen 1982
45
3. 11. 2015
Temelín, březen 1982
Křtěnov – pohled z místa budoucího staveniště, březen 1982
46
3. 11. 2015
•
„Malá země musí nesmírně pečlivě, obezřetně a odpovědně hospodařit hodnotami své přírody, nad něž nemá daru vzácnějšího kromě schopností a zdraví svých obyvatel.“ (Žák,1947)
Havárie ve Fukušimě a celosvětový odklon od „jádra“ jako zdroje energie Berlín - Německo uzavře všech svých 17 jaderných elektráren nejpozději do roku 2022. Dohodla se na tom německá vládní koalice. Středopravá koalice kancléřky Angely Merkelové se začala odklánět od jaderné energie v reakci na jadernou krizi v Japonsku. Německo se tak v podstatě vrací k plánům vlády Gerharda Schrödera z počátku století, které počítaly s úplným ukončením využívání jádra v Německu v příštím desetiletí. Současný kabinet však loni životnost všech atomových elektráren prodloužil v průměru o 12 let. (30.05.2011)
47
3. 11. 2015
ZÁJEM O OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE JE:
1) Reakcí na globální problém změny klimatu 2) Reakcí na stále obtížnější dostupnost fosilních paliv 3) Reakcí na problematické jaderné zdroje energie
Obnovitelný zdroj energie je označení některých vybraných, na Zemi přístupných forem energie, získané primárně především z jaderných přeměn v nitru Slunce. Dalšími zdroji jsou: teplo zemského nitra a setrvačnost soustavy Země-Měsíc.
Mezi obnovitelné zdroje energie(OZE) se obvykle řadí: I. sluneční energie, II. větrná energie, III. geotermální energie, IV. energie vody, V. energie z biomasy, VI. energie získaná z různých průmyslových odpadů. VII. jiné
48
3. 11. 2015
KONEC
49
