Energetyka

Energetyka jest gałęzią przemysłu zajmującą się wytwarzaniem, przesyłaniem i wykorzystaniem energii. Dostarcza ona energię w dwóch postaciach:

• energię cieplną (termiczną) - przekazywana w formie ciepła.
• energię elektryczną - przekazywana w formie prądu elektrycznego.

Energię produkuje się w elektrowniach, tzn. zakładach przemysłowych zajmujących się wytwarzaniem energii elektrycznej. Elektrownie dzieli się na:

• elektrownie cieplne konwencjonalne,
• elektrociepłownie,
• elektrownie jądrowe,
• elektrownie wodne (hydroelektrownie),
• elektrownie wiatrowe,
• elektrownie słoneczne.

Energetyka bazuje na tzw. surowcach energetycznych.

Surowce energetyczne można podzielić na:

• nieodnawialne - surowce, które występują w ograniczonej ilości i w wyniku eksploatacji mogą ulec wyczerpaniu, są to wszelkie surowce mineralne, jak: ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel kamienny, węgiel brunatny.
• odnawialne - surowce, które same się odnawiają i praktycznie są niewyczerpalne, np.: energia wód, słońca, wiatru, wnętrza ziemi, biomasy i odpadów.

Najstarszym surowcem energetycznym, wykorzystywanym przez człowieka jest drewno. Czerpano z niego ciepło poprzez spalanie. W XIX wieku podstawowym źródłem energii stał się węgiel kamienny. Wiek XX zapoczątkował wzrost znaczenia ropy naftowej. W latach 60-tych pokrywała ona połowę zapotrzebowania na energię w krajach wysoko rozwiniętych. Jednak z początkiem lat 70-tych zdrożała czterokrotnie, co doprowadziło do kryzysu energetycznego na świecie. Zapoczątkowało to rozpowszechnianie się technologii energooszczędnych. Od tej pory wzrosło także znaczenie gazu ziemnego, który dotąd pozostawał w cieniu ropy naftowej. Zaczęto także coraz chętniej sięgać do odnawialnych źródeł energii oraz paliw jądrowych.

Obecnie struktura zużycia energii pierwotnej na świecie wygląda następująco:

1. ropa naftowa - 39,3%
2. węgiel kamienny - 25,4%
3. gaz ziemny - 21,8%
4. paliwa jądrowe - 6,4%
5. odnawialne źródła energii - 7,1% (w tym na rzeki przypada około 6,9%).

W ostatnich latach obserwuje się wzrost zapotrzebowania na energię. Najszybciej wzrasta ono w krajach wysoko rozwiniętych.

Ropa naftowa:

Około 65% światowych zasobów ropy naftowej przypada na Bliski Wschód (rejon Zatoki Perskiej). Eksploatują ją: Arabia Saudyjska, Kuwejt, Bahrajn, Katar, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Iran i Irak. Kraje te dostarczają około 30% światowego wydobycia.

Prawie połowa wydobytej ropy naftowej na świecie jest przedmiotem wymiany międzynarodowej. Największymi jej eksporterami są kraje arabskie Bliskiego Wschodu, z których pochodzi około 50% światowego eksportu.

Większość wydobywanej ropy naftowej wykorzystywana jest przez kraje wysoko rozwinięte, zwłaszcza przez: Stany Zjednoczone, kraje Europy Zachodniej i Japonię.

Ropa naftowa przetwarzana jest w rafineriach (jest ich około 700 na świecie) i towarzyszących im zakładach petrochemicznych.

Gaz ziemny:

Gaz ziemny jest surowcem towarzyszącym ropie naftowej. Jego największymi producentami są Rosja i Stany Zjednoczone, na które przypada 50% światowego wydobycia. Jego wydobycie wzrasta w ostatnich latach także w rejonie Zatoki Perskiej, gdzie skupia się około 31% jego zasobów. Do wymiany międzynarodowej trafia około 11% tego surowca. Największym eksporterem jest Rosja.

Gaz ziemny jest paliwem o wiele tańszym niż ropa naftowa, a poza tym jest "czysty" ekologicznie. Jest on wykorzystywany bezpośrednio przez konsumentów, bez konieczności jego przetwarzania.

Węgiel kamienny:

Największymi producentami węgla kamiennego są obecnie: Stany Zjednoczone, Chiny, Australia, RPA i Kanada. Posiadają one korzystne warunki geologiczne dla górnictwa, gdyż złoża zalegają płytko i jest możliwe ich tanie wydobycie metodą odkrywkową. Największe jego złoża występują w Chinach, Europie Środkowo-Wschodniej (europejska część Rosji, Polska i Ukraina), Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Australii.

Przedmiotem wymiany międzynarodowej jest około 10 - 13% wydobycia węgla. Największymi jego eksporterami są: Australia, Stany Zjednoczone, RPA, Indonezja i Kanada.

Węgiel brunatny:

Węgiel brunatny zaczęto wykorzystywać dopiero w XX wieku, z czego na większą skalę w latach 60-tych. W latach 90-tych nastąpiło załamanie jego produkcji, na skutek zamknięcia wielu nierentownych kopalni na terenie Niemiec. Obecnie nie zakłada się dalszego zmniejszania jego eksploatacji, ponieważ jest on surowcem tanim.

Największym producentem węgla brunatnego pozostają Niemcy, które dostarczają 20% tego surowca, na następnym miejscu są Chiny, Stany Zjednoczone, Polska, Czechy, Australia i Rosja.

Węgiel brunatny nie nadaje się do transportu, dlatego też jest spalany w elektrowniach znajdujących się w pobliżu zagłębi.

Produkcja energii na świecie:

Ponad 65% produkcji energii elektrycznej przypada na 10 państw: Stany Zjednoczone, Rosję, Japonię, Chiny, Niemcy, Kanadę, Francję, Wielką Brytanię, Indie i Ukrainę.

Około 64% światowej produkcji energii elektrycznej dostarczają elektrownie opalane konwencjonalnymi źródłami: węglem kamiennym, węglem brunatnym, ropą naftową i gazem ziemnym.

Coraz większe znaczenie zaczyna obecnie odgrywać energetyka jądrowa. Jej udział w światowej produkcji energii wynosi obecnie 17%. Najwyższy udział tego typu elektrownii przypada na: Litwę (80%), Francję (73%), Belgię (60%), Słowację (50%), Węgry (48%), Koreę Południową (43%), Szwecję (43%) i Szwajcarię (40%). Jednak po awarii elektrowni jądrowej w Czarnobylu na Ukrainie w 1986 r. wiele krajów świata obawia się korzystania z tego źródła energii (promieniowanie, problem składowania odpadów). Obecnie na świecie czynnych jest 442 reaktory jądrowe, a 36 znajduje się w budowie. Najwięcej reaktorów znajduje się w Stanach Zjednoczonych - 110.

Udział energii wodnej (energii rzek) w światowej produkcji energetycznej wynosi 18%. Najwyższy jej udział posiadają kraje alpejskie, jak: Szwajcaria (58%) i Austria (63%), kraje skandynawskie - Norwegia (100%) i Szwecja (43%) oraz Brazylia (90%) i Kanada (58%). Znaczny udział elektrowni wodnych posiada także Rosja i Stany Zjednoczone.

Na pozostałe elektrownie wykorzystujące odnawialne źródła energii przypada zaledwie 1% światowej produkcji energii. Należą do nich: energetyka wiatrowa, promieniowania słonecznego, biomasy, geotermalna i pływów morskich. Korzystanie z tych źródeł energii ma najmniejszy wpływ na środowisko przyrodnicze, jednak występują pewne ograniczenia w ich pozyskiwaniu, między innymi ze względu na: zależność od warunków klimatycznych, zmienności pór roku i długości trwania dnia i nocy, warunków geologicznych. Ograniczenia mogą być także technologiczne i ekonomiczne (drogie technologie).

Głównymi miernikami określającymi zużycie energii elektrycznej w poszczególnych krajach, a zarazem pozwalającymi na określenie ich poziomu rozwoju społeczno-ekonomicznego, są:

• zużycie energii na jednego mieszkańca.
• zużycie energii na jednostkę PKB.

Największe zużycie energii na jednego mieszkańca posiadają Stany Zjednoczone.

Na świecie obecnie ma miejsce wiele konfliktów, których podłożem jest dążenie do zdobycia surowców energetycznych (m. in. wojna w Iraku).

Produkcja energii w Polsce:

Głównym surowcem energetycznym Polski jest węgiel kamienny. Jego wydobycie koncentruje się w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, z którego pochodzi 97% krajowej eksploatacji. Wydobycie węgla kamiennego zmniejsza się stopniowo od roku 1990, po zmianach polityczno-gospodarczych, jakie nastąpiły w Polsce. Zamknięto wówczas wiele nierentownych kopalń tego surowca.

W latach 70-tych Polska była drugim eksporterem na świecie węgla kamiennego (po Stanach Zjednoczonych). Jej pozycja osłabła, po wprowadzeniu na rynek tańszego węgla z RPA i Australii.

Ważnym surowcem, z którego pozyskuje się energię na terenie naszego kraju, jest węgiel brunatny. Jego największe złoża występują w rejonie Turoszowa, Konina, Bełchatowa, Legnicy i Poznania. Największym dostawcą jest zagłębie Bełchatowskie, z którego pochodzi 50% krajowego wydobycia.

Polska posiada niewielkie złoża ropy naftowej i gazu ziemnego. Występują one głównie na Przedgórzu Karpackim, Niżu Polskim i w szelfie Morza Bałtyckiego, około 70 km od Rozewia. Około 50% krajowego wydobycia ropy naftowej pochodzi z szelfu Bałtyku, natomiast gazu ziemnego z rejonu Ostrów Wielkopolski - Rawicz na obszarze Niziny Wielkopolskiej, rejonu Przemyśl - Jarosław - Lubaczów i ze wschodniej części Kotliny Sandomierskiej. Wydobycie tych surowców jest jednak tak niewielki, że ponad 98% zapotrzebowania naszego kraju pokrywa import.

Z elektrowni opalanych węglem kamiennym pochodzi obecnie 56% produkcji energii elektrycznej w Polsce, z elektrowni opalanych węglem brunatnym - 40%, natomiast z elektrowni wodnych - około 4%.

Około 30% energii pochodzi z elektrowni opalanych węglem kamiennym zlokalizowanych na terenie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego, w pobliżu miejsc wydobycia (Rybnik, Jaworznp, Łaziska, Siersza). Ponieważ do produkcji energii elektrycznej potrzebna jest duża ilość wody, elektrownie lokalizuje się także nad dużymi rzekami. Takimi elektrowniami są - Połaniec i Kozienice nad Wisłą, Dolna Odra nad Odrą i Ostrołęka nad Narwią. Około 20% krajowej produkcji energii pochodzi z elektrownii opalanej węglem brunatnym - Bełchatów. Ponadto duże znaczenie mają: Turów, Pątnów, Adamów i Konin. Około 20% energii dostarczają elektrociepłownie, mieszczące się w obrębie większych miast, np. w Warszawie i Łodzi oraz hydroelektrownie. Spośród hydroelektrowni największe znaczenie mają: Żarnowiec nad Jeziorem Żarnowieckim, Żar-Porąbka na Sole, Solina na Solinie, Włocławek na Wiśle i Żydowo nad jeziorami Kiecko i Kamienno. Do odnawialnych źródeł energii wykorzystywanych w Polsce należą: wody, wiatr, energia słoneczna, ciepło wnętrza ziemi, biomasa i odpady. Stosuje się je zazwyczaj w elektrowniach o małej mocy zaopatrujących w energię pojedyncze gospodarstwa lub niewielkie zakłady produkcyjne.

Największym odbiorcą energii w Polsce jest przemysł. Przypada na niego 60% jej zużycia.

Niektóre zagrożenia, jakie wywiera na środowisko przyrodnicze energetyka konwencjonalna:

• zanieczyszczanie powietrza atmosferycznego poprzez emisję do atmosfery produktów spalania paliw,
• zanieczyszczanie wód ściekami przemysłowymi,
• hałas.

Aby zmniejszyć zagrożenia należy wprowadzić szereg działań, między innymi:

• zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii w energetyce,
• umiejętne wprowadzanie zanieczyszczenia do atmosfery, poprzez stosowanie wysokich kominów i racjonalne rozmieszczenie źródeł emisji na powierzchni Ziemi,
• korzystnie z instalacji do odsiarczania spalin.
• zmniejszenie emisji na etapie procesów produkcyjnych, poprzez zmiany metod wytwarzania.