Wpływ energetyki na środowisko - Environmental impact of the energy industry
Oddziaływanie energetyki na środowisko jest znaczące, ponieważ zużycie energii i zasobów naturalnych są ze sobą ściśle powiązane. Produkcja, transport lub konsumpcja energii mają wpływ na środowisko. Energia była wykorzystywana przez ludzi od tysiącleci. Początkowo używano ognia do oświetlenia, ogrzewania, gotowania i bezpieczeństwa, a jego użycie sięga co najmniej 1,9 miliona lat. W ostatnich latach obserwuje się tendencję do coraz większej komercjalizacji różnych odnawialnych źródeł energii .
Szybko rozwijające się technologie mogą potencjalnie doprowadzić do przejścia wytwarzania energii, gospodarowania wodą i odpadami oraz produkcji żywności w kierunku lepszych praktyk w zakresie ochrony środowiska i zużycia energii przy użyciu metod ekologii systemowej i ekologii przemysłowej .
Zagadnienia
Zmiana klimatu
Konsensus naukowy na temat globalnego ocieplenia i zmian klimatycznych jest to, że jest to spowodowane przez antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych , z których większość pochodzi ze spalania paliw kopalnych z wylesiania i niektóre praktyki rolne będące również główne czynniki. Badanie z 2013 r. wykazało, że dwie trzecie przemysłowych emisji gazów cieplarnianych jest spowodowanych produkcją paliw kopalnych (i cementu) przez zaledwie dziewięćdziesiąt firm na całym świecie (w latach 1751–2010, przy czym połowa emitowana jest od 1986 r.).
Chociaż istnieje bardzo nagłośnione zaprzeczenie zmian klimatycznych , zdecydowana większość naukowców zajmujących się klimatologią akceptuje, że jest to spowodowane działalnością człowieka. IPCC raport Climate Change 2007: Zmiany klimatyczne Wpływ, adaptacja i podatność przewiduje, że zmiany klimatyczne spowodują braki żywności i wody, a zwiększonym ryzykiem wystąpienia powodzi, które wpłyną miliardy ludzi, szczególnie osób żyjących w ubóstwie.
Jeden pomiar związany z gazami cieplarnianymi i inne porównania efektów zewnętrznych między źródłami energii można znaleźć w projekcie ExternE prowadzonym przez Instytut Paula Scherrera i Uniwersytet w Stuttgarcie, który był finansowany przez Komisję Europejską . Według tego badania, wodnej energii elektrycznej produkuje najniższe emisje CO2, wiatr tworzy drugi najniższy, energia jądrowa produkuje trzeci najniższy i słoneczna fotowoltaiczna produkuje czwarty najniższy.
Podobnie, to samo badanie (ExternE, Externalities of Energy), przeprowadzone w latach 1995-2005, wykazało, że koszt produkcji energii elektrycznej z węgla lub ropy podwoiłby się w stosunku do obecnej wartości, a koszt produkcji energii elektrycznej z gazu wzrósłby o 30%. jeśli wzięto pod uwagę koszty zewnętrzne, takie jak szkody dla środowiska i zdrowia ludzi, spowodowane emisjami pyłu zawieszonego w powietrzu , tlenków azotu , chromu VI i arsenu wytwarzanych przez te źródła. W badaniu oszacowano, że te zewnętrzne, niższe koszty paliw kopalnych stanowią do 1-2% całego produktu krajowego brutto (PKB) UE i było to jeszcze zanim uwzględniono zewnętrzne koszty globalnego ocieplenia z tych źródeł. Badanie wykazało również, że koszty środowiskowe i zdrowotne energii jądrowej, w przeliczeniu na jednostkę energii dostarczanej, było € 0,0019 / kWh, który okazał się być niższy niż w wielu odnawialnych źródeł, w tym, że wywołane przez biomasę i fotowoltaicznych paneli słonecznych , i był trzydzieści razy mniej niż węgiel przy 0,06 euro/kWh, czyli 6 centów/kWh, przy czym źródłem energii o najniższych zewnętrznych kosztach środowiskowych i zdrowotnych związanych z tym jest energia wiatrowa na poziomie 0,0009 euro/kWh.
Wykorzystanie biopaliw
Biopaliwo definiuje się jako paliwo stałe, płynne lub gazowe uzyskane ze stosunkowo niedawno martwego lub żywego materiału biologicznego i różni się od paliw kopalnych , które pochodzą z dawno martwego materiału biologicznego. Do produkcji biopaliw wykorzystywane są różne rośliny i materiały pochodzenia roślinnego.
Biodiesel
Wysokie zużycie biodiesla prowadzi do zmian w użytkowaniu gruntów, w tym do wylesiania .
Drewno kominkowe
Niezrównoważone pozyskiwanie drewna opałowego może prowadzić do utraty bioróżnorodności i erozji z powodu utraty pokrywy leśnej. Przykładem tego jest 40-letnie badanie przeprowadzone przez Uniwersytet w Leeds nad lasami afrykańskimi, które stanowią jedną trzecią wszystkich lasów tropikalnych na świecie, które pokazują, że Afryka jest znaczącym pochłaniaczem dwutlenku węgla . Zmiany klimatyczne ekspert Lee Biały stwierdza, że „Aby zorientować wartości zlewu, usunięcie prawie 5 mld ton dwutlenku węgla z atmosfery przez nietkniętych lasach tropikalnych jest sporny.
Według ONZ kontynent afrykański traci lasy dwa razy szybciej niż reszta świata. „Dawno, dawno temu, Afryka szczyciła się siedmioma milionami kilometrów kwadratowych lasów, ale jedna trzecia z tego została utracona, w większości przez węgiel drzewny ”.
Wykorzystanie paliw kopalnych
Trzy rodzaje paliw kopalnych to węgiel , ropa naftowa i gaz ziemny . Według szacunków Energy Information Administration w 2006 r. pierwotne źródła energii składały się z 36,8% ropy naftowej, 26,6% węgla, 22,9% gazu ziemnego, co stanowi 86% udziału paliw kopalnych w produkcji energii pierwotnej na świecie.
W 2013 roku spalanie paliw kopalnych wytworzyło około 32 miliardów ton (32 gigaton ) dwutlenku węgla i dodatkowe zanieczyszczenie powietrza . Spowodowało to negatywne efekty zewnętrzne w wysokości 4,9 biliona USD z powodu globalnego ocieplenia i problemów zdrowotnych (> 150 USD za tonę dwutlenku węgla). Dwutlenek węgla jest jednym z gazów cieplarnianych, który wzmaga wymuszanie radiacyjne i przyczynia się do globalnego ocieplenia , powodując wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi, co, jak zgadzają się klimatolodzy , spowoduje poważne negatywne skutki .
Węgiel
Oddziaływanie wydobycia i spalania węgla na środowisko jest zróżnicowane. Ustawodawstwo przyjęte przez Kongres USA w 1990 r. wymagało od Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) wydania planu zmniejszenia toksycznego zanieczyszczenia z elektrowni węglowych. Po opóźnieniu i sporze, EPA ma teraz narzucony przez sąd termin 16 marca 2011 r. na wydanie raportu.
Ropa naftowa
Wpływ ropy naftowej na środowisko jest często negatywny, ponieważ jest toksyczny dla prawie wszystkich form życia. Istnieje możliwość zmiany klimatu . Ropa naftowa, powszechnie nazywana ropą, jest ściśle powiązana z praktycznie wszystkimi aspektami współczesnego społeczeństwa, zwłaszcza z transportem i ogrzewaniem zarówno domów, jak i działalności komercyjnej.
Gaz
Gaz ziemny jest często opisywany jako najczystsze paliwo kopalne, wytwarzające mniej dwutlenku węgla na dżul dostarczany niż węgiel lub ropa i znacznie mniej zanieczyszczeń niż inne paliwa kopalne. Jednak w wartościach bezwzględnych znacząco przyczynia się do globalnej emisji dwutlenku węgla i przewiduje się, że wkład ten będzie się zwiększał. Według raport IPCC IV w 2004 Gaz ziemny około 5300 ton / rok r CO 2 emisje zanieczyszczeń, węgiel i olej produkowany 10,600 i 10,200 odpowiednio (Figura 4.4); ale do 2030 r., zgodnie ze zaktualizowaną wersją scenariusza emisji SRES B2 , gaz ziemny będzie źródłem 11 000 Mt rocznie, a węgiel i ropę naftową wynoszą odpowiednio 8400 i 17200. ( Całkowite emisje na świecie w 2004 r. oszacowano na ponad 27 200 Mt.)
Ponadto sam gaz ziemny jest gazem cieplarnianym o wiele silniejszym niż dwutlenek węgla po uwolnieniu do atmosfery, ale jest uwalniany w mniejszych ilościach. Wpływ gazu ziemnego na środowisko również różni się znacznie w procesach wydobywczych, duża część gazu ziemnego jest produktem ubocznym silnie zanieczyszczającego wydobycia ropy naftowej, a nowsze techniki szczelinowania hydraulicznego sprawiły, że rezerwy gazu ziemnego były wcześniej niedostępne, ale o wiele bardziej negatywnych dla środowiska i zdrowia wpływa na tradycyjne wydobycie gazu ziemnego .
Generowanie elektryczności
Wpływ wytwarzania energii elektrycznej na środowisko jest znaczący, ponieważ współczesne społeczeństwo zużywa duże ilości energii elektrycznej. Ta moc jest zwykle generowana w elektrowniach, które przetwarzają inny rodzaj energii na energię elektryczną. Każdy taki system ma zalety i wady, ale wiele z nich stwarza problemy środowiskowe.
Zbiorniki
Wpływ zbiorników na środowisko podlega coraz większej kontroli w miarę wzrostu światowego zapotrzebowania na wodę i energię oraz liczby i wielkości zbiorników. Zapory i zbiorniki mogą być wykorzystywane do dostarczania wody pitnej , wytwarzania energii wodnej, zwiększania zaopatrzenia w wodę do nawadniania , zapewniania możliwości rekreacji i ochrony przeciwpowodziowej. Jednak w trakcie budowy i po wielu budowach zbiorników zidentyfikowano również niekorzystne oddziaływania środowiskowe i socjologiczne. To, czy projekty zbiorników są ostatecznie korzystne, czy szkodliwe – zarówno dla środowiska, jak i otaczającej populacji ludzi – było przedmiotem debaty od lat 60. XX wieku i prawdopodobnie na długo przed tym. W 1960 r. budowa Llyn Celyn i powódź Capel Celyn wywołały wrzawę polityczną, która trwa do dziś. Niedawno budowa zapory Trzech Przełomów i inne podobne projekty w Azji , Afryce i Ameryce Łacińskiej wywołały poważną debatę środowiskową i polityczną.
Energia atomowa
Oddziaływanie energetyki jądrowej na środowisko wynika z cyklu paliwowego jądrowego , eksploatacji i skutków awarii jądrowych .
Rutynowe zagrożenia dla zdrowia i emisje gazów cieplarnianych z energii jądrowej są znacznie mniejsze niż te związane z węglem, ropą i gazem. Istnieje jednak „katastrofalne ryzyko”, jeśli zawiedzie zabezpieczenie, które w reaktorach jądrowych może być spowodowane przez topnienie przegrzanych paliw i uwalnianie dużych ilości produktów rozszczepienia do środowiska. Najbardziej długożyciowe odpady promieniotwórcze, w tym wypalone paliwo jądrowe, muszą być zabezpieczone i odizolowane od ludzi i środowiska przez setki tysięcy lat. Opinia publiczna jest wrażliwa na te zagrożenia i istnieje znaczny sprzeciw społeczny wobec energii jądrowej . Pomimo tego potencjału katastrofy, normalne zanieczyszczenie paliwami kopalnymi jest nadal znacznie bardziej szkodliwe niż jakakolwiek poprzednia katastrofa jądrowa.
Wypadek na Three Mile Island w 1979 roku i katastrofa w Czarnobylu w 1986 roku , wraz z wysokimi kosztami budowy, zakończyły szybki wzrost globalnej mocy jądrowej. Kolejne katastrofalne uwolnienie materiałów radioaktywnych nastąpiło po japońskim tsunami z 2011 r., które uszkodziło elektrownię jądrową Fukushima I , powodując wybuchy wodoru i częściowe stopienie, sklasyfikowane jako zdarzenie poziomu 7 . Uwolnienie radioaktywności na dużą skalę spowodowało ewakuację ludzi z 20-kilometrowej strefy wykluczenia utworzonej wokół elektrowni, podobnej do nadal obowiązującej strefy wykluczenia w Czarnobylu o promieniu 30 km .
Moc wiatru
Wpływ energetyki wiatrowej na środowisko w porównaniu z wpływem paliw kopalnych na środowisko jest stosunkowo niewielki. Według IPCC , w ocenie potencjału źródeł energii w cyklu życia globalnego ocieplenia , turbiny wiatrowe mają średnią wartość od 12 do 11 ( g CO
2eq / kWh ) w zależności odpowiednio od tego, czy oceniane są turbiny na morzu czy na lądzie. W porównaniu z innymi niskoemisyjnymi źródłami energii turbiny wiatrowe mają jeden z najniższych współczynników globalnego ocieplenia na jednostkę wytworzonej energii elektrycznej.
Chociaż farma wiatrowa może obejmować duży obszar ziemi, wiele zastosowań gruntów, takich jak rolnictwo, jest z nią zgodnych, ponieważ tylko niewielkie obszary fundamentów turbin i infrastruktury są niedostępne do użytku.
Istnieją doniesienia o śmiertelności ptaków i nietoperzy w turbinach wiatrowych, podobnie jak wokół innych sztucznych konstrukcji. Skala oddziaływania ekologicznego może być znacząca lub nie, w zależności od konkretnych okoliczności. Zapobieganie i łagodzenie śmiertelności dzikich zwierząt oraz ochrona torfowisk mają wpływ na lokalizację i eksploatację turbin wiatrowych.
Istnieją anegdotyczne doniesienia o negatywnym wpływie hałasu na zdrowie ludzi mieszkających bardzo blisko turbin wiatrowych. Recenzowane badania generalnie nie potwierdzają tych twierdzeń.
Istotne są aspekty estetyczne turbin wiatrowych i wynikające z nich zmiany wizualnego krajobrazu. Konflikty powstają zwłaszcza w krajobrazach krajobrazowych i krajobrazach chronionych przez dziedzictwo.
Energia słoneczna
Energia geotermalna
Łagodzenie
Oszczędzanie energii
Oszczędzanie energii odnosi się do wysiłków podejmowanych w celu zmniejszenia zużycia energii. Oszczędność energii można osiągnąć poprzez zwiększone efektywne wykorzystanie energii w połączeniu ze zmniejszonym zużyciem energii i/lub zmniejszonym zużyciem z konwencjonalnych źródeł energii.
Oszczędność energii może spowodować zwiększenie kapitału obrotowego , środowiska jakości, bezpieczeństwa narodowego , bezpieczeństwa osobistego i ludzkiego komfortu . Osoby i organizacje, które są bezpośrednimi konsumentami energii, decydują się oszczędzać energię, aby obniżyć koszty energii i promować bezpieczeństwo ekonomiczne . Użytkownicy przemysłowi i komercyjni mogą zwiększyć efektywność wykorzystania energii, aby zmaksymalizować zysk .
Wzrost globalnego zużycia energii można również spowolnić, przeciwdziałając wzrostowi populacji ludzkiej , stosując środki nieprzymusowe, takie jak lepsze świadczenie usług planowania rodziny oraz wzmacniając pozycję (edukację) kobiet w krajach rozwijających się.
Polityka energetyczna
Polityka energetyczna to sposób, w jaki dany podmiot (często rządowy) postanowił zająć się kwestiami rozwoju energetyki, w tym produkcji , dystrybucji i zużycia energii . Atrybuty polityki energetycznej mogą obejmować ustawodawstwo , traktaty międzynarodowe, zachęty do inwestowania, wytyczne dotyczące oszczędzania energii , opodatkowanie i inne techniki polityki publicznej.
Zobacz też
- Rachunkowość energetyczna
- Energia i środowisko
- Ekonomia energetyczna
- Przepływ energii (ekologia)
- Przemysł energetyczny
- Jakość energii
- Transformacja energetyczna
- Oddziaływanie lotnictwa na środowisko
- Wpływ wytwarzania energii elektrycznej na środowisko
- Wpływ szczelinowania hydraulicznego na środowisko
- Indeks artykułów energetycznych
- Ekologia przemysłowa
- Lista projektów magazynowania energii
- Lista zagadnień środowiskowych
- Moc niskoemisyjna
- Ekologia systemów
- Projekt Wenus
- Termoekonomika
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Program Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju – Środowisko i Energia dla Zrównoważonego Rozwoju
- Omówienie środowiskowego kosztu dostarczania energii odnawialnej – Wpływ na środowisko technologii OZE