Bilans energii pierwotnej, Świat,

Europa (UE), Polska-wczoraj, dziś i

jutro

Mariusz

Romańczuk

Janusz Strojny

Kraków 2010

Akademia Górniczo-
Hutnicza

im. Stanisława Staszica
W

Krakowie

Seminarium: zagospodarowanie surowców
mineralnych

Głównym źródłem energii pierwotnej jest

słońce.

Ilość energii słonecznej docierającej na Ziemię

jest ogromna - szacowana na ok. 69250

[Gtoe]/rok przekracza ponad pięć tysięcy razy

całkowite zapotrzebowanie ludzkości na

energię. Przez miliony lat biosfera przetwarza

energię słońca w paliwa kopalne . Drugim jest

sama ziemia, zawarte w niej pierwiastki

promieniotwórcze i grawitacja.

Cel i zakres opracowania

Przedstawienie na podstawie najnowszych

danych sposobu postrzegania zasobów
energii pierwotnej w horyzontach
czasowych:

- wczoraj (XX wiek),
- dziś (rok 2010),
- jutro (w dwóch przedziałach czasowych),
Dla Polski, Unii Europejskiej i Świata;

surowce kopalne, potencjał hydro.,
geotermia i energia słoneczna.

Energia pierwotna

Definicja :

Suma energii zawartej w pierwotnych nośnikach
energii. Do nośników, które pozyskuje się
bezpośrednio z natury, należą:

•węgiel kamienny energetyczny (łącznie z węglem odzyskanym z
hałd), węgiel kamienny koksowy, węgiel brunatny,

•ropa naftowa (łączne z gazoliną), bituminy ,łupki bitumiczne,

•gaz ziemny wysoko-metanowy , gaz z pokładów węgla, gaz ziemny
zaazotowany, gaz ze złóż niekonwencjonalnych, hydraty metanu,

•torf do celów opałowych, drewno opałowe, paliwa odpadowe stałe
roślinne i zwierzęce, odpady przemysłowe stałe i ciekłe (bez
produktów naftowych odzyskanych do powtórnego przerobu),
odpady komunalne, inne surowce wykorzystywane do celów
energetycznych (metanol, etanol, dodatki uszlachetniające),

•energia wody wykorzystywana do produkcji energii energetycznej,

• energia wiatru wykorzystywana do produkcji energii
energetycznej,

•energia słoneczna wykorzystywana do produkcji energii lub ciepła,

• energia geotermalna wykorzystywana do produkcji energii
elektrycznej lub ciepła

 

PL

UK

US

 

1 000 000 milion one million

one million

Mega
(M)

1 000 000 000 miliard

one thousend
million

one billion Giga (G)

1 000 000 000 000 bilion one billion

one trillion Tera (T)

1 000 000 000 000

000 trylion

one thousend
billion

one
quadrillion Peta (P)

1 000 000 000 000

000 000

kwadrylio
n

one trillion

one
quintillion

Exa
( E )

1 TWh

~ = 0.086 Mtoe

1 TJ

~ = 0.00002388
Mtoe

1 MW

= 1 MJ/s

1 MWh

= 3 600 MJ

1 MW
[MWth]

~ = 1 000 kg
węgla/h

1 tona uranu

~= 10 000 – 16
000 toe

Przedrostki i symbole jednostek
wielokrotnych

toe – ton of oil equivalent – ekwiwalent ropy (paliwo o
kaloryczności 41,87 GJ)

tce– ton of coal equivalent – ekwiwalent węgla (paliwo o
kaloryczności 29,3 GJ)=0,7toe

gaz ziemny – przyjmuje się średnią wartość opałową 37,68
GJ/1000 Nm3=0,9 toe

Opracowanie własne na podstawie:[2],[6]

Przeliczniki energii

Paliwa umowne

Przykładowe sposoby

bilansowania

 

 

Węgiel kamienny

 

Węgiel brunatny

 

Głębokość

[m]

Miąższość

[m]

Głębokość

[m]

Miąższość

[m]

USA

671

0,25

61

0,76

Afryka Połud.

350

1  

 

Indie

1200

1 -

-

Czechy

1600

0,6

130

1,5

Ukraina

1800

0,55

400

2,7

Polska

1000

1

350

3

Rosja

-

-

-

-

Niemcy

1500

0,6

500

3

Opracowanie własne na podstawie [2]

Zasoby energii pierwotnej

[Gtoe]

Opracowanie własne na podstawie;[1],[2],[4].

 

Węgiel
kamienny

Węgiel
brunatny

Ropa

Gaz

Hydro

Uran

suma

Świat

287,925

103,67

170,8

166,4

2

1,41848

52,73

782,97

EU

14

5,28

0,8

2,58

0,05916

0,64

23,368

Polsk
a

10,5

3,5

0,002

0,099

0,00120

0

14,103

2008

Węgiel
kamienn
y

Węgiel
brunat
ny

Ropa

Gaz

Gaz
nieko
n.

Bitumin
y

Uran
+
Tor

Hydr
o

Geo.

Świat

287,92

103,67

170,8

0

166,4

2

830,0

3

1364,6
1

210,9
4

1,42

1194,

0

EU

14,00

5,29

0,80

2,58

31,98 22,86

2,56

0,06

100,0

0

Polsk
a

10,5

3,5

0,002

3

0,1

3,348 0,01

0

0,001

2

25,2

Zasoby energii pierwotnej

[Gtoe]

Opracowanie własne na podstawie;[1],[2],[3],[4].[5],[6]

Konwencjonalne vs

niekonwencjonalne

Gaz
ziemny
wysokiej

jakości

Gaz ziemny
niskiej
jakości

Metan z pokładów
węgla

Gaz
łupkowy
Tight gas

Hydraty
metanu

Ko

nw

en

cj

on

al

ne

N

ie

ko

nw

en

cj

on

al

ne

Zasoby

W

y

m

o

g

i

te

ch

n

ic

zn

e

,

ko

sz

ty

Porównanie potencjału

zasobów gazu

Opr. własne na podstawie [8]

Przyszłość, najbliższe 30 lat EU

,Świat.

Opracowanie własne na podstawie;[1],[2],[3],[4],[5],[6].

 

Węgiel

kamienny

Węgiel

brunatny

Ropa

Gaz

Hydro

Świat

287,92

103,67

170,80

166,42

1,42

EU

14,00

5,29

0,80

2,58

0,06

Polska

10,50

3,50

0,0023

0,10

0,00120

 

Geoterma

lna

Gaz

niekonwe

ncjonalny

Bitumi

ny

Uran+T

or

Suma

Gtoe

Hydrat

y

metanu

Świat

1194,00

830,03

1364,6

1

210,94 4329,82

10000,

00

EU

100,00

31,98

22,86

2,56

180,13  

Polska

25,20

3,35

0,01  

42,66  

Polska najbliższe 30 lat

 

Węgiel

kamienny

Węgiel

brunatny Gaz

Hydro

Geotermalna Gaz niekonwen.

Polska

10,5

3,5

0,0993

0,0012

25,2

3,348

Opracowanie własne na podstawie;[1],[2],
[3],[4],[5],[6].

Przyszłość lata 2040> cały

świat

Kluczem do wykorzystania pełnego potencjału energii

pierwotnej będzie opanowanie dwóch technologii:

1. Technologia jądrowa na poziomie IV generacji.
Obecne elektrownie jądrowe na wyprodukowanie

1TWh potrzebują około 20-25[Mg] uranu. Taką

samą ilość energii uzyskamy z 100 kg uranu i toru w

reaktorze na stopionych solach toru i uranu.[7]

2. Fotowoltaika.
Obecna sprawność modułów krzemowych wynosi

około 15%, barierą są też koszty wytwarzania.

Obecnie trwają badania nad modułami organicznymi,

pozwoli to obniżyć koszty a w przyszłości pewnie

osiągnie się sprawność porównywalną z modułami

krzemowymi.

Opracowanie własne na podstawie;[1],[2],
[3],[4],[5],[6].

Wniosek
końcowy

Zasoby energii jakimi może

dysponować człowiek, są
ograniczone tylko
potencjałami, ludzkiego
postrzegania i technologii.!!!

Bibliografia&Netogr

afia:

1. BP Statistical Reviewof World Energy June 2009,
2. World Energy Council,
3. Working Document of the NPC Global Oil & Gas Study,
4. Polski Instytut Geologiczny,
5. Internacjonal Energy Agency,
6. World Coal Institute
7. Stefan Chwaszczewski Instytut Energii Atomowej, Otwock, Świerk,
8. Ottar Skagen Chief Analyst Strategy Statoil CFO SA MMA