|
|
ENERGIA V PRÍRODE,
TECHNIKE A SPOLOČNOSTI
Z obsahu: Slnko, Zem a energia, Rovnica života,
Energia v potrave, Človek a energia, Druhy energie, Zdroje energie,
Neobnoviteľné zdroje energie (fosílne palivá, jadrová a termonukleárna
energia), Obnoviteľné zdroje energie (energia Slnka, vody, vetra, geotermálna
energia, energia biomasy), Energetické zdroje na Slovensku, Informačné zdroje.
E = m.c2 Albert Einstein
Slnko, Zem a energia
Astronómovia tvrdia, že Slnko je tá najobyčajnejšia,
“najnudnejšia” hviezda, jednoducho žltý trpaslík. Teplota jeho povrchu
je 5700 K. Energia, ktorú Slnko v dôsledku jadrových reakcií vo svojom
vnútri vyžiari, je vo forme elektromagnetického vlnenia (hlavne vo viditeľnej
časti spektra). Zem obieha
vo vzdialenosti 150 miliónov kilometrov od Slnka, preto z množstva
energie, ktorú Slnko vyžaruje, k nám dopadá len celkom malá časť, avšak
i tak dosť vysoká na to, aby na nej závisel celý pozemský život.
Vedci vypočítali množstvo energie dopadajúce na hranice
atmosféry Zeme: číselne 1,4 kW na každý štvorcový meter (konštanta slnečného
toku). Z nej sa dá vypočítať, že na celý povrch zeme dopadá neustále
slnečná energia o veľkosti 1,7.1014 kW. Je to množstvo, ktoré viac než stotisíckrát prekračuje výkon
pozemských elektrárni dohromady.
Zo 100% dopadajúceho žiarenia, ktoré k nám prichádza
zo Slnka sa asi 30% odráža späť od atmosféry do vesmíru (Obr.1). Je to spôsobené
hlavne oblačnosťou. Atmosféra absorbuje asi 19% žiarenia prostredníctvom ozónu,
vodných pár a kvapiek v oblakoch. Približne polovica z celkového
žiarenia 51% dosahuje zemský povrch, kde sa absorbuje a zohrieva Zem. Z energie
absorbovanej zemským povrchom sa 45% energie odovzdá atmosfére (vyžarovaním,
tepelnou vodivosťou a vyparovaním vôd oceánov) a iba
6% z tejto energie unikne do vesmíru. Atmosféra sa teda ohrieva
hlavne zo spodku a nie z vrchu.
Teplo vyžiarené
zo zemského povrchu späť do atmosféry je vo forme dlhovlnného infračerveného
žiarenia. Tieto dlhé vlny neprechádzajú voľne do vesmíru,
ale sú absorbované atmosférickým CO2
a vodnými parami, ktoré potom transformujú túto energiu do atmosféry. Teda
hlavným zdrojom energie atmosféry je vyžarovanie zo Zeme a nie priamo zo
Slnka. Spôsob, ktorým je atmosféra ohrievaná zo spodku sa nazýva skleníkový
efekt. Atmosféra sa teda správa ako veľký skleník s atmosferickými
plynmi, ktoré absorbujú infračervené žiarenie ako okná skleníka (Obr.2)
Obr.1 Tok energie zo
Slnka
Obr.2 Skleníkový efekt,I-infračervené žiarenie
Skleníkový efekt je prirodzený jav, záleží však na veľkosti
efektu. Ak by Zem nemala atmosféru, tak by teplota nad jej povrchom veľmi
silne kolísala. Cez deň by bolo horúco a v noci zasa veľmi zima. Zem
teda hospodári so svojou energiou, pričom teplota povrchu zeme je v priemere
150C.
Človek však produkuje množstvo skleníkových plynov a tým narúša
energetickú rovnováhu. Dochádza ku globálnemu otepľovaniu (pozri literatúru).
Najviac energie v prírode spotrebuje proces cirkulácie
vody. Temer celá štvrtina energie poháňa práve tento kolobeh vody. Väčšina
energie sa spotrebuje na premenu vody na páru. O aké obrovské množstvo
energie ide si možno priblížiť predstavou: mrak, z ktorého má na
plochu jedného kilometra štvorcového napršať 2,5 cm vody, musí obsahovať
25000 ton vody a k jeho ohriatiu na paru by sme potrebovali 21000 ton uhlia.
V zrovnaní s tým,
vietor spotrebuje len 0,2 % energie z celkového množstva.
Rovnica života
Určite najzložitejší a zároveň najdôležitejší zo všetkých
energetických systémov je ten, pomocou ktorého hospodária s energiou
rastliny a živočíchy (živá hmota) teda biosféra. Tento systém spotrebuje
približne desatinu množstva energie vetra, morského vlnenia, morských prúdov
a vôbec sa nedá porovnávať s energiou potrebnou k cirkulácii vody. Je
to však systém nesmierne dôležitý pre našu existenciu, pretože na ňom závisí
život okolo nás.
Proces, ktorý umožňuje zachytiť časť energie zo slnečného
žiarenia a predať ju živej hmote sa nazýva fotosyntéza: dej pri ktorom sa
energia svetla premieňa na energiu chemickú, ktorá sa potom uchováva v chemických
väzbách organických zlúčenín vznikajúcich pri fotosyntéze z energeticky
chudobných anorganických látok. Tento dej možno vyjadriť rovnicou
Toto je základná rovnica života. V bežnej reči možno
to povedať takto: šesť molekúl kysličníka uhličitého a šesť molekúl
vody za prítomnosti chlorofylu a slnečného žiarenia sa zlúči na molekulu
najjednoduchšieho cukru glukózy a pritom sa uvoľní šesť molekúl kyslíka.
Slnečné žiarenie slúži tu ako zdroj energie nutný k rozštiepeniu
chemických väzieb malých molekúl a zároveň k ich ďalšiemu viazaniu
do veľkej organickej molekuly.
Fotosyntéza je reakcia, ktorú nezvládne
každý organizmus. Napríklad nestačí nám postáť chvíľu na slnku, aby
sme si vyrobili trochu cukru – glukózy. Pre tieto reakcie je potrebný okrem
iného chlorofyl. Výsledkom fotosyntézy sú rastlinné tkanivá. Práve oni v sebe
zhromažďujú - akumulujú slnečnú
energiu. Časť z nej však spotrebujú na vlastné životné procesy –
vlastný metabolizmus.
Keď od organickej hmoty, ktorá vznikne za rok na celom
svete, odčítame vodu, ostane nám 160 miliárd ton. Je vypočítané, že každá
tona viaže zhruba 4000 kWh energie. Po prepočte to znamená, že proces
fotosyntézy využíva z viditeľného svetla 0,2 %.
Energia viditeľného svetla zachytená v rastlinných
tkanivách môže byť využitá a inými živými organizmami, hlavne živočíchmi.
Tu sa dostávame k problematike potravinových reťazcov. Rastlinami sa živia
bylinožravce a bylinožravcami sa živia mäsožravce. To však znamená neustále
znižovanie množstva energie v tkanivách (spotrebováva sa na vlastný
metabolizmus každého organizmu).
Obrovské množstvo živej hmoty a mikroorganizmov,
ktoré odumreli v minulých geologických dobách, bolo zavalených
horninami , ktoré uzavreli prístup vzduchu. Hlboko pod zemou sa z týchto
zbytkov organickej hmoty tvorilo uhlie, ropa a zemný plyn – fosílne palivá.
Takýmto spôsobom príroda bola schopná akumulovať
pre nás (počas miliónov rokov) obrovské množstvo slnečnej energie, ktoré
mi v dnešnej dobe čerpáme veľmi rýchlo.
Energia v potravinách
Všetky živé organizmy potrebujú energiu pre také činnosti,
ako je pohyb, rast a zachovanie svojej teploty. Ľudia jedia rastliny a zvieratá,
aby získali energiu, ktorú potrebujú. Potrava, ktorú ľudia jedia, sa vnútri
tela počas trávenia spaľuje či okysličuje. Keď sa spaľuje potrava v tele,
uvoľňuje sa chemická energia. Rozličné druhy potravy obsahujú a uvoľňujú
rozličné množstvá energie (Tab.1).
Všetka energia, potrebná pre život pochádza z potravy,
ktorú človek zjedol. Keď je potrava spracovaná v žalúdku a črevách,
krvou sa dopraví do všetkých častí tela, aby zabezpečila životne dôležité
procesy. V tele sa energia využíva rôznymi spôsobmi, na posielanie správ
do svalov cez nervy, aby svaly pracovali, a na udržanie teploty.
Každý človek potrebuje určité množstvo energie, podľa
toho aký je aktívny. Ak človek prijme viac tukov a sacharidov ako potrebuje,
uchovávajú sa v tele, takže ich energiu možno využiť v budúcnosti.
Prebytočné sacharidy sa v pečeni zmenia na tuky a tie sa ukladajú ako
prebytočný podkožný tuk.
Existujú tri skupiny chemických látok v potravinách,
ktoré sú zdrojom energie: Sú to sacharidy (cukry),
tuky a bielkoviny. Potrava obsahujúca sacharidy sa musí najprv rozložiť na
glukózu, istý druh cukru a až potom z nej možno získať energiu. Glukóza
sa z pečene dopraví do krvného obehu a zlúči sa s kyslíkom, pričom
sa uvoľní energia v procese nazývanom “aeróbne
dýchanie”. Tuky sú najkoncentrovanejším zdrojom energie pre naše telo.
Na obaloch potravín je napísané, koľko je v nich
energie. Napr. na masle je napísané: hmotnosť 250 g, energia 3070 kJ. To
znamená, že keď by sme zjedli celé maslo, uvoľnilo by sa práve toľko
energie. Časť energie sa uvoľní ako teplo, a časť sa spotrebuje na prácu.
Uveďme príklady energetického obsahu niektorých látok – Tab.1.
Tab. 1. Energetický obsah v 100 g niektorých potravín
Slanina 3000 kJ Bôčik 2000 kJ
Pečené kurča 1300 kJ
Chudé mäso 600 kJ
Mäsový
krém 705 kJ |
Horká čokol.2180 kJ
Kavenky 2080 kJ
Mila 2282 kJ
Repný cukor 1600 kJ
chlieb 1100 kJ
|
Maslo 3070 kJ
Perla 1470 kJ
Syr eidam 1000 kJ
Smotanový
jogurt 800 kJ
Sladká
smotana 580 kJ
Mlieko 190 kJ
|
Fazuľa 1400 kJ
Slnečnica 1400 kJ
Obilie 1300 kJ Zemiaky 350 kJ
Banány 250 kJ
Hrozno 250 kJ Paradajky 92 kJ
Kapusta 85 kJ |
Človek, ktorý sa nehýbe, má “tepelný výkon” približne
100 W. Teda za 1s vyrobí približne 100 J tepla. Za deň vyrobí teplo približne
8 MJ. Pri ťažkej práci je jeho výkon väčší, približne 350 W, a jeho
pracovný výkon je ďalších 50 W. Za jednu sekundu vydá energiu teda 400 J.
Za 8,5 hodiny (1.prac. smena) vydá ťažko pracujúci človek energiu asi 12 MJ.
Človek, ktorý má sedavé zamestnanie približne 10 MJ. Energia, ktorú prijme
človek naviac, sa môže ukladať do zásoby a človek tučnie.
Človek a energia
Dlhú dobu svojej existencie človek využíval iba energiu
svojich svalov alebo zvierat. Neskôr sa postupne začal zmocňovať ďalších
zdrojov energie. S objavením ohňa sa začala využívať tepelná energia.
Potom ovládol mechanickú energiu. Prvým strojom bolo vodné koleso, ktoré sa
v Európe objavilo asi tak 200 rokov pred n. l. V 11. storočí sa objavil
i veterný mlyn. Z hľadiska nárokov na energiu je dôležitý koniec 18.
storočia kedy v niektorých zemiach prudko vzrástol počet obyvateľov a
tým vzrástla
i spotreba energie. V polovici minulého storočia sa začala používať
ropa. Už viac než storočie sú ropa a uhlie hlavnými zdrojmi energie. Taktiež
elektrická energia je vo väčšine prípadov výsledkom premeny energie uloženej
v uhlí a rope.
Energia je pre
človeka dnešnej doby nepostrádateľná, nakoľko človek sa obklopil množstvom
technických výrobkov, ktoré pre svoje fungovanie potrebujú elektrickú
energiu. Človek sa s ňou stretáva doma (domáce spotrebiče), na
pracovisku (počítače, sústruhy, roboty), v doprave
(letecká vlaková, automobilová, lodná), telekomunikáciach. Bez energie sa už
ľudia nevedia ani zabaviť či oddychovať (TV, rádio, CD, MC, počítače,
kiná).
Od toho, do akej miery si vieme zabezpečiť dostatok energie
pre svoj život, závisí aj naša životná úroveň. Je to preto, lebo od cien
energie sa potom odvíjajú ceny ostatných výrobkov. Preto diskusie na tému
energia, prebiehajúce i u nás (Gabčíkovo, Mochovce, Jaslovské Bohunice) i v zahraničí,
patria k tým najhorúcejším.
Otázky vplyvu zdrojov
na životné prostredie, bezpečnosti zdrojov narážajú často na záujmy
lobystických skupín a kapitálu. Orientácia laika v takejto diskusii nie
je vždy jednoduchá. Preto sa musíme snažiť pripraviť žiaka v škole
tak (je to v jeho záujem), aby mal základné fyzikálne
informácie o tejto problematike, čo mu umožní lepšie sa orientovať v možných
diskusiách.
Často počujeme o energetickej kríze. Čo to znamená?
Znamená to, že ľudia spotrebujú príliš veľa energie a obávajú sa, že
terajšie zdroje energie (uhlie, ropa a zemný plyn) sa rýchlo vyčerpajú. Podľa
odhadov ich zásoby sú na niekoľko desiatok rokov. Skôr než sa vyčerpajú,
musí ľudstvo nájsť nové zdroje energie, ináč hrozí katastrofa. Zastavili
by sa podniky, nebolo by dosť potravín a iných základných potrieb.
Vypukol by hladomor a celá civilizácia by sa zrútila.
Už anglický ekonóm, biskup, Thomas Maltus (1766-1834) si
ako prvý uvedomil závislosť človeka na prírodných zdrojoch, ktoré sú
konečné a vyčerpateľné. Či si to uvedomujeme alebo nie, bez energie niet
života. V tabuľke 1 uvediem niektoré významné medzníky vo využívaní
energie.
Tab.2 Niektoré medzníky v histórii energie
150000-
až 40000 pred.n l.
5000 pred.n.l.
4000 pred.n.l.
1500 pred.n.l.
600 pred.n.l.
200 pred.n.l.
700 n.l.
okolo 1000
1682
1712
1724
1745
1750
1781-84
1795-1800
1820
1831
1838
1866-67
1882
1884
1887
1889
1904
1912
1926
1938
1954
1958
.... |
Človek ovládol oheň.
Prvé plachetnice – ovládnutie energia vetra.
Človek využíva energiu domácich zvierat.
Použitie dreveného uhlia pri výrobe železa.
Thales Miletsky zisťuje prvé elektrické javy.
Na Balkáne (Ilýria) sa objavujú prvé vodné kolesa.
Veterné
mlyny v Číne.
Prvé použitie zotrvačníkov v mechanizmoch.
J.J. Becher získava pri suchej destilácii uhlia
svietiplyn.
T. Newcomen konštruuje prvý prakticky použiteľný
parný stroj.
Newcomenov parný stroj je inštalovaný v Novej
Bani na Slovensku.
E. Lee zdokonaľuje
veterný mlyn (automaticky sa natáča proti vetru).
P. Diviš, B. Franklin, M. Lomonosov - pokusy s atmosférickou
elektrinou.
J. Watt konštruuje dvojtaktný parný stroj s prevodom
na rotačný pohyb.
A. Volta pracuje na prvej batérii – Voltov článok
alebo galvanický článok.
H.Ch.Oersted: elektrický prúd vychyľuje magnetku a
vyvoláva magnet. pole.
M.Faraday a J.Henry objavujú elektromagnetickú
indukciu.
M.H. Jacobi konštruuje prvý prevádzky schopný
elektromotor.
W.Siemens a CH.Wheatstone postavili temer
súčasne nový typ dynama na výrobu jednosmerného prúdu.
T.A.Edison uviedol do prevádzky prvú parnú elektráreň.
L.A.Pelton konštruuje rýchlobežnú vodnú turbínu.
Prvé významné objavy propagátora striedavého prúdu
N.Teslu, umožňujúce prenos elektrickej energie.
V Deptfordu (Anglicko) je uvedená do prevádzky
prvá elektráreň na striedavý prúd.
V talianskom Larderellu začína pracovať elektráreň
využívajúca geotermálnu energiu
V.Kaplan konštruuje v Brne vodnú turbínu s nástavnými
lopatkami.
Prvé pokusy s využitím tepelnej
energie oceánov.
O.Han, F. Strassmann objavujú u uránu 235 štepnú
reakciu
Prvá atómová elektráreň uvedená do prevádzky v Obninsku
pri Moskve.
V laboratóriach firmy Bell (USA) bola uskutočnená
prvá priama premena slnečnej energie na elektrickú.
V Pyrenejach
bola daná do prevádzky slnečná pec s výkonom 1000kW.
............a mnoho ďalších udalostí a osôb...... |
Druhy energie
Iste každý z nás, keď bol malý, sa hral autíčkom,
ktoré malo zotrvačník. Ak sme chceli autíčko uviesť do pohybu, museli sme
vykonať prácu aby sa roztočil zotrvačník. Potom keď sme autíčko pustili,
auto išlo samo. Prečo? Bolo to preto, lebo zotrvačník plnil funkciu akumulátora
(zásobníka) mechanickej energie. Roztočením sme ho nabili. Zotrvačník, je
schopný potom konať prácu,
ktorú sme vynaložili na jeho roztočenie.
Od tohto príkladu je len krok k všeobecnej definícii
energie: energia je každá fyzikálna veličina, ktorá je ekvivalentná
mechanickej práci, je na ňu premeniteľná alebo z nej vzniká. Alebo
jednoduchšie: Energia
je schopnosť fyzikálneho systému konať prácu.
Mierou energie môže byť práca. Pretože sa práca získava najrôznejšími
fyzikálnymi procesmi, existujú i rôzne formy (druhy) energie, ktoré sa od
seba líšia iba spôsobom merania.
Prvým, kto skutočne ukázal na spojitosť práce s teplom
bol James Joule. Experimentoval s teplom viac ako 50 rokov. Meral teplo
vyvolané elektrickým prúdom vo vode, zahrieval vodu tým, že ju nechal prechádzať
trubicami, zahrieval vzduch stlačovaním a vždy sa snažil vypočítať koľko
práce musel vykonať, aby získal
určité teplo. Tepelný ekvivalent mechanickej práce bol na svete.
Spomeňme niektoré druhy energie, ktoré majú vzťah k energetike.
Mechanická energia
je pevne spojená s pohybom. V roku 1853 označil škótsky fyzik W.
Rankine energiu vyplývajúcu z polohy telesa ako potenciálnu. O tri roky
neskôr lord Kelvin nazval energiu pohybujúceho sa telesa ako energiu kinetickú.
Kinetickú energiu systému určuje jeho rýchlosť a hmotnosť a potenciálnu (polohovú)
energiu určuje poloha systému
na ktorý pôsobí vonkajšia sila (napr. príťažlivosť Zeme). Obe formy
energie môžu prechádzať jedna v druhu.
Tepelná energia
presnejšie povedané vnútorná “mikromechanická” energia sa prejavuje ako
teplota daného telesa alebo systému. Čím vyššia teplota telesa, tým vyššia
je i jeho vnútorná energia. Tepelná energia nie je vlastne nič iné ako
kinetická energia atómov a molekúl telesa. Zmyslami to však nemôžeme vnímať.
Jej zmenu si uvedomujeme len ako zvyšovanie teploty látky.
Elektrická energia sa delí
na potenciálnu a elektrodynamickú. O potenciálnej energii hovoríme v súvislosti
veľkosťou náboja o elektrodynamickej v súvislosti s pohybom. Hlbším
rozborom týchto javov, ktoré súvisia tiež s magnetizmom sa nebudeme
zaoberať. Zameriame sa iba na to
čo je dôležité pre každodennú prax. Elektrická energia má niekoľko
predností oproti ostatným formám energie: ľahký prenos pomerne
jednoduchým a nenákladným spôsobom na väčšie vzdialenosti, ľahká a
vysoko účinná premena na iné formy energie, vysoká účinnosť
elektrospotrebičov, pri chode elektrospotrebičov nevzniká žiadny škodlivý
odpad, ktorý by znečisťoval životné prostredie. Elektrická energia má iba
jedinú vadu - nedá sa skladovať. Vzhľadom k tomu, že jej spotreba kolíše
v priebehu dňa i roka ide o významný
nedostatok. Pre vyrovnanie rozdielu v zaťažení elektrickej siete sa využívajú
hlavne vodné elektrárne, ktorých výkon sa ľahšie reguluje. Používajú sa
tiež prečerpávacie elektrárne. Ďalším spôsobom pre uchovanie elektriny sú
elektrochemické články - batérie a akumulátory.
Nečakaný vzťah medzi hmotou a energiou zaviedol nemecký
fyzik A. Einstein. Podľa jeho špeciálnej teórie relativity sú hmota a
energia vo vzájomnom vzťahu:
E = m.c2
Energia sa rovná súčinu hmotnosti a druhej mocnine rýchlosti.
Z toho vyplýva, že akejkoľvek hmote odpovedá obrovské množstvo
energie, ktoré je neporovnateľne väčšie s ostatnými zdrojmi energie.
Einsteinova rovnica tak nielen vysvetlila pôvod energie uvoľnej pri rádioaktívnom
žiarení, ale vytvorila teoretický predpoklad
pre uskutočnenie celej rady iných reakcií pri ktorých sa uvoľňuje obrovské
množstvo energie. Pretože reakcie prebiehajú v atómovom jadre, hovoríme
o takto uvoľnenej energii ako o jadrovej energii.
Energia sa môže meniť z jednej formy na inú. Joulove
experimenty presvedčili, že pri premene jedného druhu energie na iný, sa žiadna
energia nezničí. Napríklad energia z potravy sa použije na prácu
svalov. Energia svalov sa použije na krútenie kľuky dynama a jeho energia
zase na svetlo a teplo v elektrickej
žiarovke. Celkové množstvo energie v rámci celého pokusu ostane také
isté. Tento fakt vyjadruje zákon zachovania energie:
Energiu nemožno ani vytvárať, ani ničiť, iba premieňať z jednej
formy na inú. Tento zákon platí za každých okolností.
Premeny energie
sú pre nás veľmi užitočné. Napr. v elektrárňach chceme premeniť čo
najviac chemickej, resp. jadrovej energie na elektrickú. Niekedy však môže
premena energie vadiť. Napr. trenie spôsobuje, že sa časť pohybovej energie
mení na teplo - neužitočná energia.
Zdroje energie
Energiu možno získať buď z obnoviteľných alebo
z neobnoviteľných zdrojov energie. K neobnoviteľnýcm
zdrojom patria predovšetkým fosílne palivá
– uhlie, ropa a zemný plyn. Fosílne palivá vznikali desiatky miliónov
rokov (obdobie prvohôr a treťohôr
z odumretých rastlín), ich zásoby pri súčasnom trende vyčerpáme v priebehu
21. storočia. Týka sa to naviac len pätiny ľudstva. Táto časť ľudstva
spotrebuje viac energie ako väčší zvyšok. Zreteľne stojí pred nami
energetický problém. Čo
necháme ďalším generáciám? Je možné v súčasnosti zabezpečiť
blahobyt (aký má pätina ľudstva) s obrovským plytvaním energie a
surovín pre celé ľudstvo? Znesie to ekosystém (pozri literatúru) ?
Spaľovaním fosílnych palív, hlavne uhlia, vzniká skleníkový
plyn oxid uhličitý. Z uhlia vzniká taktiež oxid síričitý, ktorý v atmosfére
reaguje s vodou a na nás potom prší slabá kyselina siričitá či sírová.
Spaľovaním fosílnych palív je teda ohrozená príroda a ľudská spoločnosť
K neobnoviteľným
zdrojom patrí aj atómová energia. Je relatívne bezpečná. Dalo by sa povedať,
že ľudia i príroda sú ohrození potenciálne, avšak na dlhú dobu. Vyhorelé
palivové články budú rádioaktívne a vysoko nebezpečné ešte 100 tisíc
rokov. Sú tu i ďalšie problémy: vysoká výrobná cena,
vysoké náklady na zakonzervovanie na dožitie, krátka životnosť asi (30
rokov).
Obnoviteľné
zdroje energie nazývame také zdroje, ktoré sa neustále
prirodzeným spôsobom obnovujú. Typickým príkladom obnovujúcej sa energie
je kolobeh vody v prírode. Patrí
sem aj energia slnečného žiarenia, vetra, geotermálna energia, energie z vesmíru,
termonukleárna energia a energia mora.
Uhlie, ropa, zemný plyn alebo urán sú paliva, ktoré sú základom
fungovania väčšiny krajín, Slovensko nevynímajúc. Tieto klasické zdroje
energie príroda vytvorila počas
mnoho miliónov rokov - dnes však
vzhľadom na obrovské tempo ich spaľovania, sú ich zásoby ohraničené na
niekoľko desaťročí (ropa, plyn) resp. storočí (uhlie). Skutočnosťou zostáva,
že spotrebovanie týchto zdrojov nie je morálne
vo vzťahu k budúcim generáciám,
ktoré nielenže tieto zdroje nebudú môcť využívať, ale budú zaťažené
aj problémami, ktoré spaľovanie fosílnych palív zo sebou prináša. Globálne
klimatické zmeny, kyslé dažde, tvorba rádioaktívnych a iných odpadov sú
problémy, ktorých dôsledky budú zaťažovať ešte mnoho generácii, ktoré
prídu po nás. Okrem morálneho a ekologického aspektu má však závislosť
na fosílnych zdrojoch, ktorých zásoby sú geograficky nerovnomerne rozdelené,
vplyv aj na ekonomickú závislosť krajín na
producentoch týchto palív politické dôsledky.
Slovensko je chudobné na vlastné zdroje
týchto palív, a preto je odkázané na ich dovoz zo zahraničia. Táto skutočnosť
je hlavou príčinou veľkého deficitu zahraničného obchodu, na ktorom sa
dovoz palív podieľa najvýraznejšou mierou. V ročnej bilancii dovozu paliva
(hlavne z Ruskej federácie) predstavujú objem až 40 miliárd Sk ročne. Ak
chceme túto negatívnu bilanciu odstrániť, musíme hľadať a rozvíjať
alternatívu ku klasickým zdrojom energie, teda obnoviteľné
zdroje energie.
Stále platí, že Slnko
ako základ obnoviteľných zdrojov energie je jediným zdrojom energie, na ktorý
sa ľudstvo môže plne spoľahnúť. Slnečná energia nám dokáže poskytnúť
všetko, čo od energie požadujeme, čisto a bez rizika: teplo pre naše domovy,
elektrinu na prevádzku elektrospotrebičov, ale aj palivá pre motorové vozidlá.
To všetko je možné získať prostredníctvom slnečnej energie a energie z
nej pochádzajúcej - biomasy, veternej alebo vodnej energie. Priamo
je možné slnečné žiarenie využívať napríklad slnečnými kolektormi na
prípravu teplej vody alebo fotovoltaickými článkami na výrobu elektrickej
energie. Nepriamo
sa dá slnečná energia využívať, či už vo forme spaľovania biomasy (rastliny
využívajú slnečné žiarenie prostredníctvom fotosyntézy na svoj rast),
veternej energie, ktorá vzniká v dôsledku nerovnomerného zohrievania zemského
povrchu slnečnými lúčmi a následnej cirkulácie vzduchu alebo vodnej
energie, ktorá ma svoj pôvod vo vyparovaní vodných plôch (moria, oceány) v dôsledku
slnečného
žiarenia a následných zrážkach dopadajúcich na Zem, ktoré zase dávajú
silu vodným tokom.
Iným potenciálnym zdrojom, ktorý sa často zaraďuje medzi
zdroje obnoviteľné je geotermálna energia.
Ta síce nemá svoj priamy pôvod v slnečnej energii, pretože pochádza z horúceho
jadra Zeme, ale vzhľadom na jej obrovské zásoby pod zemským povrchom, je možné
považovať geotermálnu energiu za zdroj nevyčerpateľný.
Často opakovaný argument, že energia získaná z obnoviteľných
zdrojov je drahšia ako energia z fosílnych palív, ma obmedzenú platnosť
a to len v podmienkach dokedy je poškodzovanie životného prostredia v dôsledku
spaľovania fosílnych palív bezplatné, čo je bohužiaľ charakteristické
pre súčasný stav. Navyše v cenách energii z obnoviteľných zdrojov nie sú
zahrnuté iné pozitívne vplyvy na ekonomiku a sociálnu oblasť. V tejto súvislosti
je nutné poznamenať, že situácia nie je nemenná a pomaly sa vyvíja v
prospech obnoviteľných zdrojov. Niektoré z týchto palív ako napr. drevo,
bioplyn, veterná energia sú už dnes schopné
vo viacerých rozvinutých krajinách (SRN, Rakúsko, Švédsko a iné)
konkurovať klasickým palivám.
Ukazuje sa, že aj tie najdrahšie spôsoby výroby energie,
napr. fotovoltaickými článkami, by sa po započítaní externých nákladov a
cien pri ich masovom využívaní stali cenovo porovnateľné s tými palivami,
ktoré využívame dnes.
Keď pripustíme, že spoľahlivé zásobovanie energiou
je otázka prežitia ľudstva, mala by sa mu venovať aj náležitá
pozornosť, minimálne taká ako napr. zbrojeniu ak nie väčšia.
|
|