Inżynier a zagrożenia dla naszej planety


14-06-2019 18:08:53

Dipl.-Ing. Wojciech Rogalski, radca Senatu, kierownik Referatu Planowania Gospodarki Odpadami Magistratu Miasta Wiednia, członek Stowarzyszenia Polskich Inżynierów i Techników w Austrii. Moderator sesji „Inżynier a środowisko“.

Najpoważniejszym zagrożeniem naszej planety jest zmiana klimatu i związane z tym podwyższenie temperatury powierzchni Ziemi.

Wiele jest możliwości zahamowania tego procesu, wszystkie one mają jeden wspólny mianownik, a mianowicie zmniejszenie ilości emitowanego dwutlenku węgla. Jednak w większości publikacji poruszany jest ten problem wyłącznie w kontekście dwutlenku węgla pochodzącego z paliw kopalnianych. To naturalnie jest słuszne, ale nie jedyne podejście.

Błędem jest założenie, że tak zwane emisje neutralne nie mają wpływu na bilans klimatyczny i dlatego należy brać je pod uwagę, rozwiązując problem ocieplenia.

Podkreślam, że takie podejście jest dużym błędem. Zastąpienie na przykład paliw kopalnianych (węgiel, ropa naftowa) drewnem nie daje nic! Owszem, ten dwutlenek węgla pochodzi z tzw. węgla naturalnego odebranego z atmosfery w drodze fotosyntezy. Przy tej argumentacji zapomina się jednak o fakcie, że drzewo, które dostarcza nam tej „klimatycznie neutralnej” energii, samo potrzebowało stu lat, aby ten węgiel związać. Klimatyczna neutralność może być dopiero zrealizowana po następnych stu latach, a tak dużo czasu niestety nie mamy.

Poza tym powinniśmy na całym świecie zwiększać poziom zalesienia, a nie odwrotnie. Tak zwane zorganizowane leśnictwo (przynajmniej w Austrii) dumne jest z tego, że mimo wykorzystania energetycznego, obszar powierzchni zalesionych ciągle wzrasta. To dobrze, ale w perspektywie zmian klimatu ciągle jeszcze za mało. Jedynym rozwiązaniem jest kompletne przestawienie „produkcji” energii na proces nie powodujący żadnych bezpośrednich emisji CO2. Świadomie używam tu cudzysłowu, gdyż energii nie da się produkować, ale takie jest niestety popularne określenie tego procesu.

Jak to osiągnąć?

Rozwiązaniem jest energia elektryczna pochodząca albo z elektrowni wodnych (chociaż w Polsce, niestety, z racji notorycznie niskich stanów rzek jest to prawie niemożliwe), albo z urządzeń wiatrowych i paneli fotowoltaicznych.

Badania niemieckie, szwajcarskie i austriackie wykazały, że w przypadku (tak czy owak nierealnego) przestawienia całego stanu pojazdów osobowych na napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej wzrosłoby zaledwie o ok. 20%. Nie uwzględniono przy tym faktu, że do produkcji jednego litra benzyny w procesie rafinacji ropy naftowej zużywa się ok. 1 kWh energii elektrycznej. Ta energia mogłaby być – przy zastąpieniu paliw kopalnianych energią elektryczną – w całości wykorzystana do napędu pojazdów samochodowych.

Naturalnie dalej nierozwiązanym problemem jest sprawa akumulacji tego rodzaju energii. Dzisiejszy stan techniczny akumulatorów można porównać z rozwojem procesorów elektronicznych. Począwszy od lamp, przez tranzystory, doszliśmy w końcu do nowoczesnych procesorów, które mają olbrzymią pojemność pamięci. W odniesieniu do akumulacji energii elektrycznej znajdujemy się dzisiaj mniej więcej na poziomie „tranzystorów” – czyli do pełnej efektywności droga jeszcze daleka, „układy scalone” i „chipy” w odniesieniu do akumulacji energii elektrycznej muszą zostać dopiero odkryte.

Jak zatem dzisiaj magazynować energię elektryczną?

Jedną z możliwości są znane od lat elektrownie szczytowo-pompowe. Uzyskana ze źródeł solarnych (lub wiatrowych) energia może być bardzo efektywnie magazynowana tą metodą. Innym możliwym procesem jest przemiana w metan (NH4) dwutlenku węgla pochodzącego np. z procesów spalania. Metan łatwiej jest magazynować (np. w gazowych sieciach miejskich lub w wypróżnionych pokładach podziemnych) niż energię elektryczną.

„Elektrownie fotowoltaiczne” są jedną, ale nie jedyną możliwością uzyskania energii elektrycznej z wykorzystaniem energii słonecznej. Inną możliwością są normalne elektrownie oparte na turbinach parowych, tyle tylko, że para wodna produkowana jest za pomocą olbrzymich (lub dużej liczby mniejszych, połączonych ze sobą) soczewek skupiających energię słoneczną.

Niestety, do tego potrzeba dużych powierzchni i silnego promieniowania słonecznego. Dobrymi terenami ku temu byłyby południowe kraje europejskie (Włochy, Hiszpania) lub północne kraje afrykańskie (Tunezja, Maroko). Tylko jak transportować tę energię na dalsze odległość? Ten problem można rozwiązać np. za pomocą transportu prądu stałego.

Jedną z najbardziej skutecznych metod ograniczenia emisji dwutlenku węgla jest jednak oszczędność energetyczna. Najlepszą i najbardziej skuteczną metodą jest poprawa ocieplenia budynków.

Ta metoda ma jeszcze jedną dodatkową zaletę, a mianowicie generuje nowe, lokalne miejsca pracy.

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl