gmina pniewy nt. niskiej emisji dla uczniów szkół podstawowych · ogrzewanie się klimatu...
TRANSCRIPT
Gmina Pniewy Olimpiada wiedzy nt. niskiej emisji
dla uczniów szkół podstawowych
Strona 2 z 29
Niniejsze opracowanie powstało dzięki
wsparciu finansowemu
Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
w Poznaniu
OPRACOWANIE
mgr inż. Daria Jarońska
mgr inż. Katarzyna Korzeniewska
mgr Justyna Tomczak
Strona 3 z 29
Spis treści 1. Niska emisja ..................................................................................................................................... 4
2. Źródła energii................................................................................................................................... 9
2.1. Energia elektryczna ................................................................................................................. 9
2.2. Energia cieplna ...................................................................................................................... 10
2.3. Energia do działania – energia metaboliczna ........................................................................ 10
2.4. Energia w przyrodzie ............................................................................................................. 10
2.5. Energia do wszystkiego ......................................................................................................... 11
2.6. Energia nieodnawialna .......................................................................................................... 11
2.7. Energia odnawialna ............................................................................................................... 12
3. Odnawialne źródła energii (OZE) ................................................................................................... 13
3.1. Rodzaje odnawialnych źródeł energii .................................................................................... 13
3.1.1. Energia słoneczna .......................................................................................................... 13
3.1.2. Energia wiatru ............................................................................................................... 16
3.1.3. Energia geotermalna ..................................................................................................... 16
3.1.4. Energia biomasy ............................................................................................................ 17
3.1.5. Energia wody ................................................................................................................. 17
3.2. Wady i zalety odnawialnych źródeł energii ........................................................................... 18
4. Powietrze, jego zanieczyszczenia .................................................................................................. 19
5. Sposoby ochrony powietrza .......................................................................................................... 23
6. Sposoby na walkę z wysokim zużyciem energii ............................................................................. 25
7. Transport i jego wpływ na środowisko .......................................................................................... 27
Strona 4 z 29
1. Niska emisja
Niska emisja związana jest z pojęciem
zanieczyszczanie powietrza. Przyczyn
zanieczyszczenia powietrza jest kilka. Są nimi
m.in:
domowe piece centralnego ogrzewania;
transport samochodowy;
elektrownie węglowe;
zakłady przemysłowe.
Niska emisja (emisja na niskiej wysokości) wynika z ogrzewania domów za pomocą węgla
i innych paliw oraz śmieci, często w piecach niespełniających żadnych przepisów związanych
z emisją zanieczyszczeń, wydobywających się z pieca podczas spalania. W piecach, które nie
spełniają wymaganych norm emisji, można spalić nie tylko muł i miał, czyli gorszej jakości
odpad węgla, ale także zwykłe śmieci, w tym tworzywa sztuczne. Niska emisja generowana
jest także przez transport oraz przemysł. Niska emisja jest zjawiskiem szczególnie
szkodliwym, ponieważ wprowadzane do powietrza zanieczyszczenia gromadzą się wokół
miejsca powstania i stwarzają niebezpieczeństwo dla mieszkańców, którzy są narażeni na
wdychanie zanieczyszczeń niebezpiecznych dla zdrowia.
Niska emisja jest przyczyną pojawienia się w powietrzu wielu szkodliwych substancji,
wśród których można wyszczególnić przede wszystkim pyły oraz różne związki chemiczne,
które mogą wpłynąć na zdrowie człowieka, a także na stan techniczny budowli m.in. poprzez:
groźne choroby płuc i innych układów ciała człowieka, a także innych organizmów, jak
np. roślin czy zwierząt;
silne zatrucia;
niszczenie budynków i korozja konstrukcji metalowych.
Niska emisja przyczynia się do powstawania negatywnych zjawisk w środowisku, którymi
są:
smog;
kwaśne deszcze;
Strona 5 z 29
dziura ozonowa;
globalne ocieplenie.
Smog jest nienaturalnym zjawiskiem występującym w środowisku, polegającym na
łączeniu się zanieczyszczenia powietrza wywołanego przez działalność człowieka z gęstą mgłą
w momencie kiedy pogoda jest bezwietrzna. Wyróżnia się dwa rodzaje smogu:
smog Londyński (klasyczny),
typu Los Angeles.
Smog ze względu na swoje właściwości chemiczne ma duży wpływ na zdrowie ludzi.
Substancje chemiczne są czynnikami alergizującymi, działającymi przede wszystkim na układ
oddechowy i mogą wywołać m.in. astmę, przewlekłe zapalenie płuc oraz niewydolność
oddechową, raka.
Rysunek 1. Smog w jednym z miast
W Polsce zauważa się lokalne wzrosty poziomów stężenia smogu. Dlatego też organizuje
się akcje informacyjne dla mieszkańców – informacje w telewizji, radio, plakaty
o zagrożeniach jakie niesie za sobą smog i jak można obniżyć jego oddziaływanie. Aby
zaprzestać działaniu smogu należy: wymienić piec na bardziej ekologiczny, nie palić śmieci,
ograniczyć wyjazdy samochodem. Człowiek, aby chronić się przed smogiem w miejscach,
w których występuje, powinien nosić maskę na twarzy, chroniącą go przed wdychaniem
szkodliwych substancji w powietrzu.
Kwaśne deszcze są jednym z niepożądanych objawów niskiej emisji, czyli są to deszcze
o składzie chemicznym kwaśnym, dużo bardziej szkodliwym niż tych substancji znajdujących
Strona 6 z 29
się w niezanieczyszczonym deszczu. Kwaśne deszcze zawierają duże ilości pierwiastka siarki,
który w połączeniu z wodą tworzy substancję kwasową.
W wyniku opadów kwaśnych deszczy następują:
uszkodzenie igieł i liści drzew;
zakwaszenie gleby;
zaburzenia rozmnażania u zwierząt;
poważne pogorszenie stanu lasów;
niszczenie budynków;
korozja metali.
Rysunek 2. Las zniszczony przez kwaśne deszcze
Kwaśne deszcze powstają głównie w wyniku spalania paliwa z transportu i uwalnianiu się
szkodliwych substancji do atmosfery.
Dziura ozonowa jest ubytkiem w atmosferze, przez który może przenikać
promieniowanie słoneczne do powierzchni Ziemi. Atmosfera zbudowana jest z ozonu (O3),
który tworzy warstwę otaczającą Ziemię, w wyniku czego do powierzchni Ziemi nie dociera
promienie ultrafioletowe (UV), które jest szkodliwe dla człowieka. Dziura ozonowa powstaje
w wyniku dostawania się do atmosfery (ozonosfery) szkodliwych substancji takich, jak: tlenki
azotu, freony i halony. Poprzez łączenie się tych substancji z ozonem następuje reakcja
Strona 7 z 29
chemiczna, w wyniku której warstwa ozonu (O3) wchodzi w reakcję zmieniając ozon w tlen
(O2) i wolny tlen (O) łączący się z innym tlenem powstałym podczas rozpadu ozonu, tym
samym zmniejszając ilość ozonu w atmosferze. Szkodliwe substancje takie, jak freony
i halony w głównej mierze odpowiedzialne za powstawanie dziury ozonowej, uwalniają się
do atmosfery ze starych lodówek, nieszczelnych klimatyzatorów i chłodni. W wyniku
uszkodzenia warstwy ozonu stanowiącej swoistą barierę, następuje m.in. przenikanie
promieniowania UV do powierzchni Ziemi. Promienie UV są szkodliwe i mogą wywołać
np. raka skóry. Człowiek może chronić się przed promieniowaniem UV stosując specjalne
kremy z filtrem, noszenie okularów przeciwsłonecznych ze specjalnymi szkłami, unikanie
długiego przebywania i opalania się na słońcu.
Rysunek 3. Mechanizm powstawania dziury ozonowej
Globalne ocieplenie spowodowane jest gromadzeniem się zanieczyszczeń (gazów
cieplarnianych, głównie dwutlenku węgla) w obrębie górnej warstwy atmosfery, blokujących
i odbijających ciepło, które dostaje się do powierzchni Ziemi w wyniku, czego następuje
podnoszenie się temperatury na Ziemi. Należy rozróżnić dwa terminy: efekt cieplarniany oraz
globalne ocieplenie. Efekt cieplarniany jest dobrym zjawiskiem. Bez warstwy gazów
cieplarnianych znacznie większa ilość promieniowania słonecznego wracałaby w przestrzeń
kosmiczną. Efekt cieplarniany podnosi temperaturę aż o 33°C, zapewniając sprzyjającą życiu,
średnią temperaturę 14°C. Wywołane przez człowieka zmiany klimatu, m.in. uwalnianie
zanieczyszczeń, potęgują efekt cieplarniany. Dotąd dobroczynny mechanizm staje się dla nas
groźny.
Ogrzewanie się klimatu przyczynia się do topnienia lodowców w wyniku, czego następuje
podtopienie gruntów. Globalne ocieplenie wpływa także na zmiany klimatu, które
negatywnie oddziałują na środowisko poprzez:
Strona 8 z 29
gwałtowne zmiany klimatu w postaci gwałtownych burz, powodzi czy trąb
powietrznych;
fale upałów;
w wyniku zmian klimatu, giną niektóre gatunki roślin i zwierząt;
topnienie lodowców Arktyki, Antarktydy oraz lodowców górskich, w wyniku czego
podnosi się poziom mórz i oceanów;
występowanie chorób tropikalnych w krajach w których nigdy nie miały miejsca;
zamieranie raf koralowych w wyniku zmian w jakości wód i oceanów, w których żyją.
Rysunek 4. Topnienie lodowców wywołane przez globalne ocieplenie
Strona 9 z 29
2. Źródła energii
Żeby nastąpiła jakakolwiek zmiana lub zaszło jakieś zdarzenie, potrzebna jest energia.
To moc, która pozwala działać, pracować i poruszać się ludziom, zwierzętom i maszynom.
Organizmy żywe i maszyny korzystają z tej samej energii, chociaż występuje ona pod różnymi
postaciami. Dzięki jednej działają urządzenia w naszych domach, szkołach i biurach, pracują
ogromne maszyny w fabrykach, a w budynkach i na ulicach świeci się światło. Tę energię
nazywamy elektryczną. Moc, dzięki której poruszają się pojazdy, to także energia. Pojazdy
czerpią ją, spalając paliwa kopalne – ropę i gaz. Jest też energia, z której korzystają wszystkie
organizmy żywe – energia życiowa.
Energia jest to zdolność do wykonywania pracy. Czyli dzięki pozyskaniu lub wytworzeniu
energii możemy pracować. Energia może przybierać różne formy, które wymieniono
w punktach poniżej.
2.1. Energia elektryczna
Jest najpowszechniejszą formą energii, którą wykorzystuje człowiek. Tak bardzo
przyzwyczailiśmy się do korzystania z energii elektrycznej, że czasem nie zdajemy sobie
sprawy, jak wiele rzeczy jej zawdzięczamy. Światło, ciepło i prąd – każda z tych rzeczy wiąże
się z zużyciem energii elektrycznej.
Prąd elektryczny powstaje, gdy poruszają się maleńkie, niewidoczne gołym okiem
cząsteczki, zwane elektronami. Cząsteczki są naładowane elektrycznie, a w ruch wprawia je
niewidzialna siła – napięcie elektryczne. Ruchu cząsteczek, czyli przepływu prądu
elektrycznego, nie możemy zobaczyć, ale za to widzimy efekt tego ruchu, na przykład
w postaci świecącej się żarówki czy grającego radia.
Skąd mamy prąd? Korzystamy z prądu przez cały czas, ale bardzo rzadko zastanawiamy
się, skąd się bierze. Prąd elektryczny wytwarzany jest w elektrowniach.
Możemy wyróżnić elektrownie węglowe, jądrowe oraz elektrownie tzw. alternatywne
korzystające z odnawialnych źródeł energii, którymi są: energia słońca, wiatru, wody,
wnętrza ziemi (energia geotermalna), biomasa.
Można więc śmiało powiedzieć, że elektrownia to taka fabryka, w której produkuje się
prąd. W elektrowni pracuje specjalne urządzenie, zwane generatorem, które wytwarza prąd.
Strona 10 z 29
Wytworzony prąd elektryczny jest rozsyłany do wszystkich odbiorców – do domów, biur
i fabryk – siecią przewodów wysokiego napięcia.
2.2. Energia cieplna
Jest to energia, z której korzystamy np. podczas przygotowywania posiłków,
podgrzewając obiad czy inne danie. Energia cieplna jest wykorzystywana także do
ogrzewania budynków, aby zapewnić odpowiedni komfort użytkownikom. Energię cieplną
możemy pozyskać np. ze spalania różnych surowców.
2.3. Energia do działania – energia metaboliczna
Ludzie potrzebują nie tylko energii elektrycznej, dzięki której mogą coraz wygodniej
i bezpieczniej żyć. Ludzie przede wszystkim potrzebują energii do życia, mocy, która pozwala
działać naszym organizmom. Dzięki niej pracują nasze mięśnie – możemy chodzić i biegać,
przepływa krew, bije serce i działa mózg. Ale przecież nie pobieramy prądu, nie mamy
specjalnych ładowarek, dzięki którym możemy dostarczyć naszemu organizmowi niezbędną
do życia energię. Skąd zatem ona pochodzi? Czerpiemy ją z pożywienia. Produkty
żywnościowe są magazynami energii. Nasz organizm potrzebuje stale „paliwa”, i to
najwyższej jakości, aby pracować bezawaryjnie. Jemy zatem, aby żyć i cieszyć się dobrym
zdrowiem.
2.4. Energia w przyrodzie
W otaczającej nas przyrodzie też jest energia elektryczna. Mamy z nią do czynienia nawet
codziennie. Wiele procesów i zjawisk, jak poruszanie się zwierząt i ludzi, praca naszego serca
czy mózgu, a także groźne pioruny podczas burzy i piękne zorze polarne na biegunach,
zachodzą dzięki energii elektrycznej. Nie wytwarzają jej urządzenia wymyślone przez
człowieka. Energia ta jest całkowicie naturalna.
Strona 11 z 29
2.5. Energia do wszystkiego
Energia jest nam bardzo potrzebna i odgrywa ważną rolę w naszym życiu. Pozwala nam
sprawnie działać, szybko i łatwo wykonywać różne czynności, zadania i obowiązki, dzięki niej
mamy komfortowe warunki do nauki, pracy i odpoczynku. Człowiek wykorzystuje energię
praktycznie w każdej dziedzinie życia. Z różnych form energii korzystamy nieustannie, na co
dzień – w gospodarstwach domowych, w biurach, w przemyśle, w rolnictwie i w transporcie.
Z energią żyjemy wygodnie i bezpiecznie.
Energię możemy czerpać z nieodnawialnych i odnawialnych źródeł energii
2.6. Energia nieodnawialna
To taka której surowce powstały kilkaset milionów lat temu i nie ulegają odtworzeniu.
Ich ciągłe wykorzystanie powoduje wyczerpywanie się surowców w związku z czym
w przyszłości może nam ich zbraknąć. Do źródeł energii nieodnawialnej zaliczamy: węgiel
kamienny, węgiel brunatny, ropę naftową, gaz ziemny, uran. Powstawanie paliw kopalnych
to proces długotrwały, trwający wiele milionów lat, tymczasem energochłonna gospodarka
człowieka powoduje szybkie ich wyczerpywanie. Żeby produkować energię, trzeba spalać
bardzo dużo paliw kopalnych, czyli węgla, ropy naftowej lub gazu. Wydobycie tych surowców
jest trudne i nierzadko także niebezpieczne, a do tego kosztowne. Złoża paliw kopalnych
wciąż się kurczą, bo ludzie cały czas je wydobywają i spalają, a ponieważ proces powstawania
paliw kopalnych trwa miliony lat, zabrane surowce, nie odtworzą się. Dlatego mówimy, że są
to nieodnawiane źródła energii. Wkrótce może zabraknąć nam węgla, gazu i ropy naftowej.
Ponadto energia pozyskiwana ze źródeł kopalnych, tradycyjnych emituje duże ilości
zanieczyszczeń do atmosfery, głównie dwutlenku węgla w przypadku spalania węgla, oraz
związków azotu i siarki w przypadku spalania paliw transportowych, co wpływa na stan
środowiska naturalnego.
Strona 12 z 29
Nieodnawialne źródła energii
•węgiel kamienny
•węgiel brunatny
•ropa naftowa
•gaz ziemny
•uran
Odnawialne źródła energii
•słońce
•wiatr
•woda
•energia wnętrza ziemi
•biomasa
2.7. Energia odnawialna
To taka energia, która wykorzystuje źródła energii, które są dostępne i praktycznie nigdy
się nie skończą, a ich odnawianie jest naturalne. Do odnawialnych źródeł energii zaliczamy
energię: słońca, wiatru, wody, energii wnętrza ziemi, biomasy. Z odnawialnych źródeł energii
elektrownie produkują taką samą energię, jak ze spalania paliw kopalnych. Wykorzystanie
energii odnawialnej nie zmniejsza jej zasobów i co bardzo ważne, nie powoduje
zanieczyszczenia środowiska naturalnego. A chociaż wciąż jeszcze za rzadko korzystamy
z odnawialnych źródeł energii, to zainteresowanie nimi jest coraz większe.
Podział nieodnawialnych i odnawialnych (alternatywnych) źródeł energii przedstawiono
na schemacie poniżej.
Strona 13 z 29
3. Odnawialne źródła energii (OZE)
W wyniku ciągłego wzrostu zapotrzebowania na energię pochodzącą ze źródeł
nieodnawialnych, naukowcy podjęli się próby stworzenia urządzeń, które do funkcjonowania
będą pozyskiwały energię ze źródeł, które występują w środowisku i są odnawialne. Stąd też
szuka się źródeł alternatywnych, czyli zamienników służących do pozyskania energii. Takimi
zamiennikami mogą być: wiatr, woda, słońce, biomasa i energia wnętrza Ziemi.
Prawie cała energia na Ziemi pochodzi od słońca. Słońce ogrzewa planetę i umożliwia
rozwój życia – roślin, zwierząt. Dawno temu ludzie nauczyli się wykorzystywać energię do
własnych celów. Najpierw korzystali z ognia do ogrzewania jaskini, jako źródła światła i do
przygotowywania jedzenia. Siłę wiatru wykorzystywali do mielenia zboża w wiatrakach,
potem do elektrowni wiatrowych. Wodę wykorzystywano w młynach wodnych, obecnie
w elektrowniach wodnych. Słońce zaczęto wykorzystywać do gromadzenia energii słonecznej
w bateriach słonecznych, a potem do ogrzewania domostw i wody. Taka energia jest energią
odnawialną – źródła jej powstawania się nie wyczerpią, a w człowiek powinien inwestować
w rozwój energetyki odnawialnej.
Ponadto zaczęto zwracać dużą uwagę na środowisko, które coraz bardziej zostaje
zanieczyszczone. W momencie pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych nie są
emitowane żadne zanieczyszczenia do środowiska, stąd też OZE jest dobrym sposobem na
poprawę stanu środowiska.
3.1. Rodzaje odnawialnych źródeł energii
3.1.1. Energia słoneczna
Jest wykorzystywana przez urządzenia, które mogą zamienić energię słońca na energię
elektryczną lub cieplną. Do tego celu służą urządzenia takie jak kolektory słoneczne lub
ogniwa fotowoltaiczne.
Słońce jest to gwiazda niebieska będąca w centrum układu planetarnego. Otrzymujemy
od niego światło i ciepło, dzięki któremu jest podtrzymywane życie na Ziemi. Energia
pochodząca ze słońca w warunkach klimatycznych Polski jest wartością odpowiednią do
funkcjonowania urządzeń typu kolektor słoneczny czy ogniwo fotowoltaiczne. Urządzenia te
Strona 14 z 29
są najczęściej instalowane przez społeczeństwo na swoich domach czy w ich otoczeniu.
Wykorzystanie energii słońca do pozyskiwania energii elektrycznej lub cieplnej, przy pomocy
wymienionych instalacji, polega na zamianie energii pozyskanej ze słońca.
Kolektory słoneczne to urządzenia służące do pozyskiwania energii cieplnej z energii
słońca. Posiadają one wiele zalet. Przede wszystkim wykorzystują ogólnodostępną energię
odnawialną pochodzącą ze słońca, są nieszkodliwe dla środowiska, umożliwiają pozyskanie
ciepłej wody praktycznie bez rachunków i opłat, mają wysoką sprawność, stanowią wsparcie
dla tradycyjnych systemów przygotowania ciepłej wody użytkowej c.w.u.– kotłów, a zwrot
kosztów inwestycji jest stosunkowo krótki.
Kolektor płaski Kolektor próżniowy
Rysunek 5. Podstawowe rodzaje kolektorów słonecznych
Instalacja fotowoltaiczna, jest to zestaw urządzeń służący do pozyskiwania energii
elektrycznej z energii słońca, przy wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego zachodzącego na
powierzchni panelu fotowoltaicznego. Na instalacje fotowoltaiczną składa sią różna ilość
paneli fotowoltaicznych – uzależniona jest ona od zapotrzebowania na energię elektryczną.
Panel fotowoltaiczny polikrystaliczny
Panel fotowoltaiczny monokrystaliczny
Panel fotowoltaiczny cienkowarstwowy (amorficzny)
Rysunek 6. Przykład rodzajów paneli fotowoltaicznych dostępnych na rynku
Strona 15 z 29
Panele fotowoltaiczne możemy montować na dachu, na ścianie budynku lub na ziemi.
Instalacja montowana na dachu
budynku
Instalacja montowana na ścianie
budynku
Instalacja montowana na ziemi
Strona 16 z 29
3.1.2. Energia wiatru
Wiatr ma dużą prędkość, dlatego też może poruszyć śmigłami elektrowni wiatrowej,
w wyniku czego urządzenia znajdujące się w gondoli wiatraka mogą wytworzyć prąd
elektryczny. Elektrownie wiatrowe mogą być montowane pojedynczo lub tworzyć tzw. farmy
wiatrowe. Turbina wiatrowa stanowi element elektrowni wiatrowej, zamontowana jest na
wysokiej wieży, gdzie umiejscowiony jest wirnik połączony z generatorem prądu. Osadzony
na wale obrotowym wirnik posiada zwykle trzy łopaty.
Rysunek 7.Przykład elektrowni wiatrowej
3.1.3. Energia geotermalna
Jest to energia pozyskiwana z wnętrza Ziemi, gdzie zlokalizowane są duże pokłady ciepła.
Urządzenia wykorzystujące ciepło z wnętrza Ziemi to pompy ciepła. Mogą podgrzewać wodę
np. w basenie lub na termach. Pompa ciepła może służyć do zasilania w ciepło instalacji
centralnego ogrzewania (c.o.) oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).
Rysunek 8. Energia wnętrza Ziemni – gejzer
Pompy ciepła mogą być dwóch rodzajów: pompy poziome i pionowe.
Pompy poziome pozyskują energię z wnętrza Ziemi dzięki długim rurom
(tzw. wymiennikom ciepła) wywierconym głęboko pod powierzchnię ziemi. Natomiast
pompy pionowe pozyskują energię z Ziemi na danym obszarze, na którym rozłożono
przewody instalacyjne służące do pozyskiwania energii.
Strona 17 z 29
Pompa ciepła pionowa korzystająca
z energii geotermalnej
Pompa ciepła pozioma korzystająca
z energii geotermalnej
Rysunek 9. Podstawowe rodzaje pomp ciepła
3.1.4. Energia biomasy
Pozyskiwana jest ze spalania lub przetwarzania, rozkładania surowców
biodegradowalnych, np. słomy, odpadów roślinnych, zrębków, trocin lub odpadów
zwierzęcych. Produkcja energii cieplnej zachodzi w biogazowni lub piecach do spalania
biomasy. Pozyskana energia z biogazowni jest najczęściej energią cieplną.
Rysunek 10. Przykład biogazowni
3.1.5. Energia wody
Energia wodna (hydroenergia) obejmuje zarówno energię mórz i oceanów oraz energię
wód śródlądowych zmagazynowaną w zbiornikach wodnych jak i ciekach płynących.
Energetyka wodna przede wszystkim wykorzystuje energię wód śródlądowych, o dużym
Strona 18 z 29
ZALETY
• przyczyniają się do redukcji emisji gazów cieplarnianych
• energia wykorzystywana do ich produkcji jest odnawialna
• nie generują hałasu, są bezpieczne i praktycznie bezobsługowe
• osoby które korzystają z OZE mogą stanowić przykład wzorowych
postaw do naśladowania
• zastępują źródła kopalne, które sie wyczerpują
• dają nowe miejsca pracy
WADY
•dość wysoka cena montażu urządzenia
•instalacje te są uzależnione od warunków panujących w środowisku np. natężenia
światła, siły wiatru
•nie mogą zostać zamontowane wszędzie, występują ograniczenia w lokalizaji
urządzeń np. elektrownie wodne nie moga być budowane na każdej rzece
•zaburzają naturalny krajobraz
•mogą w niewielkim stopniu zagrażać niektórym zwierzętom
•nie można przewidzieć ile wyprodukuje sie energii
•elektrownie mogą uwalniać nieprzyjemne zapachy np. biogazownia
natężeniu przepływu i dużym spadzie. Energia pozyskiwana jest przez wykorzystywanie
naturalnego przepływu wody w rzekach albo różnicę poziomów między wodą
zmagazynowaną w zbiorniku lub jeziorze a korytem, w którym płynie. Aby wykorzystać
energię wody buduje się elektrownie wodne. Działanie elektrowni wodnych jest dość proste,
gdyż woda płynąca z wyżej położonych terenów przepuszczana jest przez turbiny wodne.
Podczas przepływu woda wprawia łopatki turbiny w ruch obrotowy, powodując tym samym
ruch generatora, który wytwarza prąd elektryczny. Największą w Polsce elektrownią
szczytowo-pompową jest Elektrownia Wodna Żarnowiec, położona w województwie
pomorskim.
Rysunek 11. Przykład elektrowni wodnej
3.2. Wady i zalety odnawialnych źródeł energii
Strona 19 z 29
4. Powietrze, jego zanieczyszczenia
Powietrze stanowi mieszaninę gazów, która tworzy atmosferę ziemską. Objętościowy
skład czystego powietrza jest następujący:
azot – 78,08%,
tlen – 20,9%,
argon – 0,9%,
dwutlenek węgla – 0,04%,
inne – 0,08%
Zanieczyszczenia powietrza to substancje, które:
znajdują się w powietrzu atmosferycznym, ale nie są jego naturalnymi składnikami;
są jego naturalnymi składnikami, ale występują w nadmiernych ilościach.
Ze względu na pochodzenie źródła zanieczyszczeń powietrza dzielimy na:
naturalne
o wybuchy wulkanów (popioły i gazy wulkaniczne: dwutlenek węgla, dwutlenek
siarki, siarkowodór),
o bagna (metan, dwutlenek węgla),
o pożary lasów, sawann, stepów (dwutlenek węgla, tlenek węgla, pył),
o gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe (skały),
antropogeniczne (związane z działalnością człowieka)
o energetyczne – procesy wydobywania i spalania paliw,
o przemysłowe – przemysł ciężki, metalurgiczny, spożywczy, farmaceutyczny
i inne,
o komunikacyjne – transport lądowy, powietrzny i wodny,
o komunalno-bytowe – paleniska domowe, kotłownie lokalne, składowiska
odpadów, oczyszczalnie ścieków.
Strona 20 z 29
Ze względu na sposób rozprzestrzeniania zanieczyszczenia dzielimy na:
emisję punktową – pochodzącą z procesów spalania
paliw do celów energetycznych i z procesów
technologicznych prowadzonych w zakładach
przemysłowych;
Rysunek 12. Emisja punktowa
Źródło: zepak.com.pl
emisję powierzchniową – która stanowi sumę emisji z palenisk domowych, lokalnych
kotłowni, a także składowania odpadów oraz produktów;
Rysunek 13. Emisja powierzchniowa Źródło: oobe.pl
emisję liniową – której źródłem jest transport drogowy, kolejowy, wodny
i lotniczy.
Rysunek 14. Emisja komunikacyjna Źródło: chronmyklimat.pl
Strona 21 z 29
Do głównych zanieczyszczeń powietrza należą:
tlenek węgla – bezzapachowy, bezbarwny i pozbawiony smaku gaz, emitowany
w wyniku spalania surowców kopalnych oraz spalania paliw w silnikach
samochodowych. Gaz silnie toksyczny. CO w połączeniu z hemoglobiną zawartą we
krwi, zmniejsza zdolność transportu tlenu z płuc do tkanek, co może prowadzić do
niedotlenienia tkanek, a w niektórych przypadkach nawet do śmierci;
tlenki azotu – są jednymi z najgroźniejszych zanieczyszczeń atmosfery. Powstają
w wyniku procesów spalania. Dla człowieka są szczególnie niebezpieczne, ponieważ
wykazują działanie drażniące w kontakcie ze skórą oraz oczami, są toksyczne.
Dodatkowo tlenki azotu obecne w atmosferze posiadają zdolność do tworzenia
smogu fotochemicznego, powstającego w słoneczne dni przy dużym natężeniu ruchu
ulicznego;
dwutlenek siarki – bezbarwny gaz o duszącym zapachu, drażniącym drogi
oddechowe. Stanowi produkt uboczny procesów produkujących energię elektryczną
oraz innych procesów przemysłowych. Dwutlenek siarki może powodować
podrażnienie górnych dróg oddechowych, a także zaostrzenie schorzeń
powodujących podrażnienie spojówek i skóry. W połączeniu z wodą tworzy kwaśne
deszcze, które negatywnie oddziałują na środowisko;
pyły zawieszone PM10 i PM2,5 – pył PM10 to cząstki o rozmiarach mniejszych niż
10μm, natomiast pył PM2,5 składa się z cząstek o rozmiarach mniejszych niż 2,5μm.
Zanieczyszczenia pyłowe posiadają zdolność do pochłaniania innych bardzo
szkodliwych zanieczyszczeń. Źródłem emisji pyłów zawieszonych są przede wszystkim
drogi niepokryte asfaltem oraz procesy spalania. Pyły zawieszone są szczególnie
niebezpieczne dla człowieka. Ze względu na swoje małe rozmiary, bardzo łatwo
przedostaje się do płuc powodując zatrucie, zapalenia górnych dróg oddechowych,
pylicę, nowotwory płuc;
benzo(a)piren – związek bardzo trwały w środowisku, o niskiej rozpuszczalności
w wodzie. Nośnikiem benzo(a)pirenu mogą być pyły zawieszone. W wyniku
działalności człowieka uwalniany jest do środowiska na skutek emisji ze spalania
paliw kopalnych oraz odpadów czy działalności przemysłu. Obecny jest również
w spalinach samochodowych oraz dymie papierosowym. B(a)P ma silne właściwości
rakotwórcze;
Strona 22 z 29
ozon – drażniący gaz o bladoniebieskiej barwie, naturalny składnik atmosfery.
Powstaje on w stratosferze na wysokości ok. 30 km, gdzie stanowi swoistą „tarczę
ochronną” chroniącą biosferę Ziemi. Natomiast w troposferze (najniższej warstwie
atmosfery) jest on niepożądany, ponieważ należy do gazów cieplarnianych. Ozon
może powodować chwilowe zaburzenia funkcji oddechowych oraz bóle głowy.
Najpoważniejszymi skutkami zanieczyszczenia powietrza są efekt cieplarniany
(globalne ocieplenie), dziura ozonowa, smog i kwaśne deszcze. Wszystkie wymienione
zjawiska zostały szczegółowo omówione w rozdziale nr 1.
Strona 23 z 29
5. Sposoby ochrony powietrza
Ochrona powietrza polega na zapewnieniu jak najlepszej jego jakości, m.in. poprzez
ograniczanie lub eliminowanie wprowadzanych do powietrza substancji zanieczyszczających.
Ochrona powietrza może być realizowana przez podejmowanie działań takich, jak:
wymiana lub modernizacja istniejących instalacji kotłowych – niskosprawne,
przestarzałe kotły na paliwa stałe są głównym źródłem niskiej emisji. W związku
z tym, zaleca się wymianę kotłów na nowoczesne, o wysokiej sprawności i niewielkiej
emisji zanieczyszczeń np.: kotły gazowe, kotły olejowe, automatyczne kotły węglowe;
spalanie odpowiednich paliw – jakość spalanych paliw ma istotny wpływ na emisję
zanieczyszczeń do atmosfery. W związku, z tym należy kupować paliwa z pewnych
źródeł pochodzenia. Ponadto podczas zakupu należy zwrócić uwagę na skład
i wartość opałową paliwa, np. należy spalać węgiel o jak najmniejszej zawartości
siarki i popiołu;
ograniczenie zużycia paliwa – mniejsza ilość spalanego paliwa przekłada się na
mniejszą emisję zanieczyszczeń do atmosfery. W tym celu zaleca się przeprowadzenie
przedsięwzięć modernizacyjnych budynku, które polegają na: dociepleniu ścian,
dociepleniu dachu, wymianie bądź uszczelnieniu okien i drzwi;
zastosowanie w budynku odnawialnych źródeł energii jak np. pompy ciepła, kolektory
słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne – produkcja energii cieplnej bądź elektrycznej
z energii słońca, wiatru bądź ziemi nie jest związana z emisją zanieczyszczeń do
powietrza;
inwestycje w ekologiczne środki transportu i modyfikacja już istniejących – oznacza to
niskoemisyjne samochody wyposażone w lepsze katalizatory, posiadające normę
emisji spalin EURO bądź samochody hybrydowe, czyli wykorzystujące dwa rodzaje
napędu (zazwyczaj jest to połączenie silnika spalinowego i elektrycznego);
korzystanie z transportu zbiorowego bądź roweru jako środka komunikacji, co ma na
celu ograniczenie emisji liniowej;
zakaz spalania odpadów w paleniskach domowych w szczególności:
o butelek plastikowych;
o zużytych butów, ubrań;
o leków;
Strona 24 z 29
o mebli;
o opon;
o baterii i żarówek;
o sprzętu gospodarstwa domowego.
Strona 25 z 29
6. Sposoby na walkę z wysokim zużyciem energii
Jak widzimy problem ilości energii jest poważny i wymaga poczynienia stosownych
kroków w celu redukcji ilości zużywanej energii lub szukania sposobów na pozyskiwanie
energii z innych źródeł. Rozważne korzystanie z istniejących złóż oznacza jednak przede
wszystkim oszczędzanie energii. Obejmuje ono ograniczenie zużycia prądu i energii cieplnej
i to zarówno w pochłaniających ogromne ilości energii procesach przemysłowych, jak
i w gospodarstwach domowych.
W celu zmniejszenia zużycia energii celowe jest:
wymiana starych urządzeń na nowe energooszczędne, w tym zakup urządzeń
elektrycznych oznaczonych symbolem klas energooszczędności. Wybieranie urządzeń
oznaczonych symbolem A+, A++, A+++ charakteryzujących się dużą
energooszczędnością;
zabezpieczenie domu przed utratą ciepła poprzez ocieplenie budynku, wymianę
okien jeśli są nieszczelne. W ten sposób unikniemy ucieczki ciepła z budynku oraz
zaoszczędzimy surowiec, którym ogrzewamy dom, co przyczyni się do redukcji emisji
szkodliwych gazów do środowiska oraz oszczędzimy pieniądze na ogrzewanie;
ograniczanie strat podczas przesyłu energii;
likwidacja zbędnego oświetlenia – należy gasić światło, w miejscach gdzie obecnie nie
przebywamy;
wyłączanie z gniazdka urządzeń elektronicznych, z których obecnie nie korzystamy –
należy programować komputer, czy telewizor w ten sposób, aby po dłuższym jego nie
używaniu sam się wyłączył,
stosowanie nowoczesnych technologii produkcji, które mają na celu reedukację
energii, w dużych firmach, czy obiektach produkcyjnych;
Strona 26 z 29
przy budowanie domu, należy rozważenie domu energooszczędnego,
charakteryzującego się innymi parametrami budowlanymi niż dom budowany
w technologii tradycyjnej;
w celu redukcji zużycia energii cieplnej montowanie na kaloryferach termostatów,
które umożliwiają sterowanie ciepłem w naszym mieszkaniu;
wietrzenie pomieszczenia, krótko ale intensywnie, a nie długo i przy grzejących
kaloryferach. Wietrzenie pomieszczeń należy tak zaplanować, aby możliwe było
zakręcenie w tym czasie kaloryferów i otwarcie okna na całą szerokość na ok 30 min.
Taki sposób wietrzenia pokoi sprawi, że nie oziębią się tak szybko i nie będą
wymagały długiego ponownego ogrzewania do komfortowej temperatury;
planowanie prania wtedy, kiedy uzbieramy cały kosz – zaoszczędzamy w ten sposób
wodę i energię elektryczną piorąc większą ilość rzeczy.
Oprócz oszczędzania energii sposobem na poprawę sytuacji jest również przestawienie
tradycyjnej gospodarki na odnawialne źródła energii, które służą do podnoszenia
efektywności energetycznej, a tym samym pozwalają na ograniczenie negatywnego wpływu
energetyki na środowisko.
Strona 27 z 29
7. Transport i jego wpływ na środowisko
Przez transport rozumie się przemieszczanie ludzi i ładunków przy wykorzystaniu
środków transportu.
Transport ze względu na środowisko, w którym się odbywa dzielimy na:
transport powietrzny (lotniczy);
transport lądowy:
o transport drogowy,
o transport kolejowy;
transport wodny:
o transport śródlądowy,
o transport morski.
Transport drogowy jest jednym z głównych źródeł emisji zanieczyszczeń do
powietrza, które negatywnie oddziałują na elementy środowiska przyrodniczego. Stanowią
one także zagrożenie dla zdrowia, a nawet życia człowieka. W wyniku spalania paliw
w silnikach różnych środków transportu emitowane są do środowiska następujące
substancje: tlenki azotu, tlenki węgla, węglowodory (w tym aromatyczne) i metale ciężkie
oraz pyły. Według danych Głównego Urzędu Statystycznego (stan na 2013 r.), w skali kraju
transport drogowy odpowiedzialny jest za 32% całkowitej emisji tlenków azotu, 20% emisji
tlenku węgla oraz 18% zanieczyszczeń pyłowych.
Emisja zanieczyszczeń zwiększa ryzyko występowania poważnych chorób układu
oddechowego i układu krążenia. Dotyczy to przede wszystkim osób narażonych na
zwiększoną ekspozycję na zanieczyszczenia komunikacyjne. Zanieczyszczenia komunikacyjne
przyczyniają się do powstawania smogu, a także do zakwaszenia środowiska. Sektor ten
w znacznej mierze jest odpowiedzialny za nasilenie efektu cieplarnianego, będąc źródłem
(bezpośrednim lub pośrednim) emisji gazów cieplarnianych takich, jak: dwutlenek węgla
(CO2), metan (CH4) podtlenek azotu (N2O), ozon troposferyczny (O3), tlenek węgla (CO) oraz
tlenki azotu (NOx) i lotne związki organiczne (LZO). Należy zaznaczyć, iż transport drogowy
jest także źródłem hałasu. Nadmierny hałas powoduje skutki zdrowotne takie, jak: ubytek
słuchu, szumy uszne, zaburzenia snu (np. utrudnione zasypianie, niedostatek snu,
wybudzanie), zaburzenia układu krążenia (np. duszności, nadciśnienie, szybkie zmęczenie)
Strona 28 z 29
oraz zaburzenia układu odpornościowego (np. hamowanie mnożenia komórek
odpornościowych).
Eksploatacja sieci drogowej powoduje zanieczyszczanie gleb znajdujących się
w bezpośrednim sąsiedztwie ruchliwych dróg. Zanieczyszczenia gazowe i pyłowe sprzyjają
stopniowej degradacji gleb i szaty roślinnej w pasie ok. 500 m od drogi, a zdecydowanie
szkodliwe oddziaływanie dotyczy pasa o szerokości do 150 m. Zanieczyszczenie
komunikacyjne metalami ciężkimi jest czynnikiem ograniczającym wzrost i rozwój roślin.
Metale ciężkie łatwo pobierane przez rośliny, powodują zahamowanie wzrostu roślin,
obniżenie plonu, a także redukcję wydłużania korzeni. Powszechnym objawem działania
nadmiaru metali ciężkich na roślinę jest żółknięcie liści i spadek zawartości w nich chlorofilu.
Innym zanieczyszczeniem, których źródłem jest transport drogowy mogącym
wpływać niekorzystnie na rośliny są tlenki azotu. Ich negatywne oddziaływanie objawia się
poprzez:
przyśpieszony opad liści,
przebarwienia liście,
zmniejszenie powierzchni i ilości liści,
osłabienie przyrostu lub całkowite jego zahamowanie,
deformację koron drzew aż do całkowitego zniszczenia.
Szkodliwe oddziaływanie transportu na zwierzęta wynika zarówno z bezpośredniego
oddziaływania zanieczyszczeń powietrza na ich organizmy, jak również pośrednio wskutek
spożywania zanieczyszczonych roślin. Wśród innych aspektów należy tu wymienić hałas
komunikacyjny, możliwość przecinania szlaków migracyjnych i fragmentacji siedlisk, jak
również wypadki komunikacyjne z udziałem zwierząt. Masowo giną jelenie, sarny czy dziki,
ale w największej ilości problem dotyczy małych gadów i płazów, a także zajęcy, lisów,
ptaków.
Jednym z kierunków ograniczenia negatywnego wpływu transportu na środowisko
przyrodnicze jest tzw. transport zrównoważony. Zrównoważony transport odnosi się do
trzech podstawowych kategorii zagadnień: ekonomicznych, społecznych i ekologicznych.
Zatem transport zrównoważony to taki transport, który:
zaspokaja potrzeby współczesnego pokolenia w zakresie przemieszczania się;
gwarantuje poprawę jakości życia mieszkańców;
Strona 29 z 29
nie zagraża ludzkiemu zdrowiu i środowisku;
efektywnie wykorzystuje zasoby odnawialne i nieodnawialne;
jest dostępny oraz różnorodny pod względem środków transportu;
spełnia normy emisji substancji szkodliwych i hałasu;
minimalizuje potrzebę wykorzystania powierzchni ziemi;
jest przystępny cenowo i wspiera konkurencyjność regionów i całej gospodarki.
Wybrane rozwiązania na rzecz zrównoważonego transportu:
korzystanie z transportu zbiorowego (np. autobusy) – transport zbiorowy
w porównaniu z transportem samochodowym posiada dwie zalety, a mianowicie
zmniejsza poziom ulicznych korków oraz oddziaływanie na środowisko naturalne;
budowa infrastruktury dla rowerzystów i korzystanie z roweru jako środka transportu
– rower jest bezemisyjnym środkiem transportu, ponadto przyczynia się do
zmniejszenia zatłoczenia samochodowego, a tym samym do redukcji emisji spalin.
budowa parkingów „parkuj i jedź” - podróżni mają bowiem możliwość na
pozostawienie indywidualnego środka transportu na takim parkingu i dalszą drogę
mogą przebyć transportem zbiorowym;
wprowadzanie stref płatnego parkowania, pozwalające ograniczyć liczbę
samochodów osobowych w miastach;
dofinansowanie przejazdów transportem publicznym;
opcje przemieszczania mniej zależne od samochodu (car sharing – wspólne
użytkowanie samochodów, opiera się na krótkoterminowym wynajmie aut; car
pooling – wspólne przejazdy, kierowca dysponujący wolnymi miejscami w swoim
samochodzie zabiera osoby chcące dotrzeć do tego samego celu; ruch pieszy
i rowerowy).
czyste pojazdy i paliwa – inwestowanie w ekologiczne środki transportu, posiadające
normę emisji spali, a także wykorzystujące systemy hybrydowe.