Prawdy i ćwierćprawdy o dwutlenku węgla

Prawdy i ćwierćprawdy o dwutlenku węgla

Politycy boją się przyznać, że duże podwyżki cen energii są nieuchronne

Większość naszych obywateli jest nieświadoma, że już niedługo bardzo wzrosną ceny energii elektrycznej. Taka informacja wobec nadchodzących wyborów jest dawkowana przez opiniotwórczą prasę jak kroplówka choremu. Dodatkowo informację tę wiąże się z zagadnieniami ocieplania się klimatu i z opracowaną wcześniej i wdrażaną polityką ekologiczną Unii Europejskiej. Niewiele lub prawie nic się nie pisze o tym, jakie będą przyczyny wzrostu cen energii elektrycznej, a także czy można ten wzrost zminimalizować, a nawet powstrzymać. Stan faktyczny jest następujący. Za surowce energetyczne (węgiel kamienny i brunatny) elektrownie będą musiały dodatkowo zapłacić, co podniesie koszty energii elektrycznej. Piszę o elektrowniach, ale jest to szerszy problem przemysłowy. Należy zatem postawić pytanie: co takiego się stało, że elektrownie, poza normalnym kosztem węgla, muszą

ponieść dodatkowe koszty

za wytworzenie energii elektrycznej? Odpowiedź brzmi: politycy w UE uznali, że za zmiany klimatu na Ziemi odpowiedzialna jest emisja CO2 powstającego w procesach spalania paliw nieodnawialnych. I za tę emisję trzeba dodatkowo zapłacić.
Paliwa nieodnawialne (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny) mają w budowie chemicznej głównie atomy węgla C i wodoru H. To one podczas spalania sprawiają, że energia chemiczna zawarta w paliwie zmienia się w energię cieplną. W wyniku spalania paliw atomy węgla C przechodzą w dwutlenek węgla – CO2, a atomy wodoru H w parę wodną – H2O. Stosunek atomów wodoru H do atomów węgla C jest najwyższy w gazie ziemnym, a najniższy w węglu kamiennym. Dlatego w procesach spalania, aby uzyskać tę samą energię, najwięcej CO2 zostanie wyemitowanego z węgla, a najmniej z gazu.
Historycznie nasza energetyka oparta była, jest i w najbliższych dziesięcioleciach będzie na węglu kamiennym i brunatnym i my w Europie, aby wyprodukować jednostkę energii, emitujemy najwięcej CO2. Ale w całości, jako kraj, nie emitujemy najwięcej dwutlenku węgla. Co zatem można zrobić, aby zmniejszyć tę emisję?
Dróg jest kilka, oto one:
– Przestawić energetykę na energetykę odnawialną. To proces, który musi trwać dziesiątki lat.
– Przestawić energetykę na gaz ziemny. To też jest proces, który musi trwać dziesiątki lat. Należy dodać, że gaz ziemny to najlepszy surowiec do wielkich syntez chemicznych (nawozy, tworzywa sztuczne itp.). Spalanie go to działanie na szkodę następnych pokoleń. Takie postępowanie zaprzecza podstawowym zasadom ekologii. W Europie rozpętano pseudoekologiczną kampanię, że gaz ziemny jest najlepszym paliwem ekologicznym. To ćwierćprawda.
– Przestawić energetykę na energetykę jądrową. To także wymaga lat. Jest to energetyka nieodnawialna (surowiec jest nieodnawialny), ale emituje niewielkie ilości CO2. Trzeba przede wszystkim pokonać barierę psychologiczną, która powstała w Polsce. Na całym świecie, w tym wokół nas, istnieją elektrownie jądrowe, które pracowały, pracują i będą pracowały. Należy zatem zadać pytanie: czy inne narody są głupsze od Polaków, inwestując w ten typ energetyki? Nie wydaje się, aby odpowiedź była twierdząca.
Nawet po tym strasznym kataklizmie, który wydarzył się w Japonii, można z całą stanowczością stwierdzić, że ta energetyka jest bezpieczna. Przecież tam zginęło kilkanaście tysięcy ludzi, natomiast nie zginął żaden pracownik elektrowni i skutki katastrofy są bezpiecznie likwidowane.
– Przetworzyć wyemitowany CO2 na produkt użyteczny. Tu jedyną drogą jest sadzenie lasów. Mikroskopijne ilości wyemitowanego CO2 mogą być zużyte do zwiększenia wydobycia ropy.
– Magazynowanie CO2. Tę nie- racjonalną drogę preferuje Unia. Jest to metoda bardzo skomplikowana i droga. Polega na wychwyceniu CO2 ze spalin (jest to kosztowne i trzeba zużyć znaczne dodatkowe ilości surowców energetycznych nieodnawialnych!), przetransportowaniu go i wtłoczeniu pod ziemię na głębokość 800-2000 m. Aby utrzymać obecne stężenie CO2 w atmosferze, należałoby wtłoczyć niewyobrażalne dla zwykłego śmiertelnika ilości CO2 pod ziemię. Jest to technologia jeszcze niedopracowana, ale nie ma wątpliwości, że po upływie 10-15 lat z technicznego punktu widzenia problem zostanie rozwiązany. I to jest odpowiedź, dlaczego mamy zapłacić drożej za energię. Emitując CO2, elektrownie muszą ponieść dodatkowe koszty. Mogą wtłaczać CO2 pod ziemię albo płacić za emisję CO2.
Niepokojące jest, że kraje, które zużywają najwięcej nieodnawialnych surowców energetycznych (USA, Chiny, Japonia, Indie, Brazylia, Rosja), nie podejmują żadnych albo prawie żadnych starań, aby zlikwidować emisję CO2. Bez aktywnego włączenia tych państw w rozwiązanie problemu cała polityka Unii sprowadzi się do obniżenia poziomu życia obywateli UE, szczególnie w tych krajach, których energetyka oparta jest na węglu. Czy zatem nie ma lepszych rozwiązań systemowych w ograniczaniu emisji CO2? Wydaje się, że najbardziej racjonalne i najsprawiedliwsze byłoby obciążenie podatkiem wszystkich producentów nieodnawialnych surowców energetycznych. Bo każdy taki produkt wytwarza CO2. Nie ma znaczenia, czy jest on spalany w energetyce, przemyśle, w samochodach czy w naszych domach. Ten system zmuszałby do oszczędności w zużyciu surowców energetycznych i byłby zrozumiały i sprawiedliwy nie tylko dla każdego człowieka, ale także dla każdego państwa. Unikano by decyzji woluntarystycznych.
Ale zagadnienie emisji CO2 ma drugie dno i myślę, że jest ono dużo ważniejsze. Należy postawić pytanie: czy rzeczywiście CO2 wpływa na temperaturę na kuli ziemskiej, a jeżeli tak, to jaki jest ten wpływ? W odpowiedzi świat nauki i polityki podzielił się na prawie równe części. Wynika to przede wszystkim stąd, że wpływ ten można oszacować, głównie rozwiązując modele matematyczne klimatu. I tu, w zależności od przyjęcia pewnych stałych i skomplikowania modelu, otrzymuje się różne wyniki. W tej materii sytuacja jest co najmniej kilka razy gorsza niż z wieloletnim przewidywaniem koniunktury światowej. Nie co się stanie z koniunkturą za rok, ale co się stanie za 50 czy 100 lat. Każdy może wykorzystać istniejące modele ekonomiczne albo je zmodyfikować czy stworzyć nowe, a wyniki przewidywań będą różne. I, co gorsza, nie do sprawdzenia. Podobny problem jest ze zmianami klimatycznymi. Bo my mówimy nie o tym, co się stanie jutro czy pojutrze, nie o pogodzie, ale o klimacie, jaki będzie za 50, 100, 1000 czy nawet więcej lat.
Aby próbować rozstrzygnąć

problem zmian klimatu,

można sięgnąć tylko do faktów z przeszłości, które już się zdarzyły, i można je teraz odtworzyć i przeanalizować, opierając się na aktualnym stanie wiedzy. A najważniejszy jest następujący fakt: temperatura, ale nie tylko ona, na kuli ziemskiej stale się zmienia. Jesteśmy przyzwyczajeni do zmian temperatury w ciągu dnia czy w ciągu roku. W obu przypadkach są to zależności zbliżone do sinusoid. Jednak zmiany temperatury występują w skali setek czy tysięcy lat. Jeżeli prześledzimy temperaturę od momentu pojawienia się życia na Ziemi (3,6 mld lat temu) do chwili obecnej, zaobserwujemy duże zmiany. Niekiedy na Ziemi było bardzo gorąco, a niekiedy Ziemia pokryta była prawie w całości lodem. Te zmiany temperatury zachodziły, mimo że nie spalaliśmy surowców energetycznych, bo nas jeszcze wtedy nie było. Jakie czynniki odpowiadają za ciągłe zmiany zachodzące
na Ziemi? Stwierdzono, że jest ich wiele, ale główne to:
– zmiany parametrów orbitalnych Ziemi,
– zmiany aktywności Słońca,
– ciągły ruch kontynentów i zmiany prądów morskich,
– wpływ atmosfery ziemskiej.
Wpływ tych wszystkich czynników jest dobrze poznany. To one generują obieg CO2, innych gazów i pary wodnej na kuli ziemskiej oraz cykliczne zmiany temperatury. Niekiedy w wyniku wybuchów wulkanów czy upadku impaktów następują zaburzenia w tych dość regularnych zmianach temperatury.
Obecnie temperatura jest wyższa od wieloletniej średniej. I trzeba wyraźnie powiedzieć, że gdybyśmy nie spalali paliw kopalnych, też byłoby cieplej i też topiłyby się lodowce. Bo w takim okresie zmian klimatycznych jesteśmy. Ale po wzroście temperatury nastąpi jej spadek. A nasz wpływ na te cykle jest tak minimalny, że można powiedzieć, że prawie żaden. Odpowiadając na pytanie, czy CO2 wpływa na temperaturę kuli ziemskiej, należy odpowiedzieć twierdząco. Jaki jest ten wpływ? Wpływ antropogenicznego CO2 jest minimalny. Można to porównać do

ukąszenia komara na wojnie.

Swędzi, ale losów wojny nie zmieni.
Zmiany temperatury, ilości CO2 i innych składników w powietrzu i w wodzie były, są i będą. W przeszłości część gatunków te zmiany przeżyła, a część wyginęła. I tak będzie w przyszłości. Czy my jako homo sapiens przeżyjemy? Tego nikt nie wie. Ale starajmy się działać racjonalnie dla dobra następnych pokoleń.
W polityce i praktyce ekologiczno-energetycznej nasz wysiłek musi iść w kierunkach:
– oszczędności energetycznych,
– zwiększenia sprawności przetwarzania energii chemicznej,
– zastępowania stopniowo surowców nieodnawialnych surowcami odnawialnymi.
Ta pierwsza droga jest łatwiejsza, szczególnie w Polsce, bo rezerwy są tu olbrzymie. Jako przykłady wyjątkowo łatwe i prowadzące do zmniejszenia zużycia surowców energetycznych można wymienić: obowiązkowy odzysk energii z odpadów w warunkach kontrolowanych, wprowadzanie ciepła systemowego i wyeliminowanie palenisk indywidualnych w miastach, zmniejszenie strat ciepła w budynkach… Możliwości zwiększania sprawności przetwarzania energii chemicznej na energię elektryczną i cieplną w gospodarce światowej są znaczne. Nowe technologie spalania paliw, poprawa sprawności kotłów i urządzeń towarzyszących to najprostsze przykłady.
Trzecia droga, która musi być także uprawiana, powiązana jest z badaniami naukowymi. Kierunek podstawowy to przetworzenie energii słonecznej i energii wiatru na energię cieplną i elektryczną, tak aby koszt jej pozyskania był jak najmniejszy.
Ten wysiłek wymaga zaangażowania praktyków przemysłowych i komunalnych, ludzi nauki, biznesu, ekologów i przede wszystkim polityków oraz dziennikarzy. A początek, który musi nastąpić, to inne spojrzenie na omawiane zagadnienie i zmiana pakietu klimatyczno-energetycznego Unii Europejskiej.


Autor jest profesorem inżynierii chemicznej i inżynierii środowiska. Był prorektorem oraz wieloletnim kierownikiem Katedry Systemów Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej, obecnie pracuje również w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w Kaliszu.

Wydanie: 34/2011

Kategorie: Opinie

Komentarze

  1. Laik
    Laik 25 sierpnia, 2011, 23:05

    Brawo Panie Profesorze! Sam prowadzę od wielu lat prywatnę wojne z największą bzdurą, a włściwie największym oszustwem przełomu 20. i 21. wieku jakim jest wmawianie społeczeństwu, że antropogeniczna emisja dwutlenku jest przyczyną globalnego ocieplenia, co skutkuje urzędowo nakazanym handlem emisjami CO2. Takie odejście do emisji CO2 nosi wyraźnie charakter polityczny i prowadzi do dyskryminacji krajów będących na dorobku w tym również, a może przedewszyskim Polski. Wydaje mi się, że czas najwyższy, żeby zdecydowanie wystąpić przeciw handlowi emisjami CO2.

    Odpowiedz na ten komentarz
  2. michal9499
    michal9499 12 października, 2011, 11:33

    Świetny artykuł.Jestem podbudowany tym,że są w Polsce naukowcy potrafiący w tak rzeczowy i przystępny sposób przedstawić problematykę walki z CO2.Niestety wiele jest osób myślących inaczej,co będzie nas wszystkich bardzo dużo kosztować.

    Odpowiedz na ten komentarz
  3. whiteskies
    whiteskies 15 grudnia, 2011, 14:09

    Szkoda ze pan Profesor nie zna sie na klimacie i przyczyjach jego zmian a wypowiada sie na ten temat. Warto zaczac od materialow z historii fizyki American Institute of Physics:
    http://www.aip.org/history/exhibits.html
    Przewijajac w dol, tuz ponizej historii odkrycia elektronu mamy historie odkrycia (i udokumentowania fizycznego) globalnego ocieplenia.
    Dwa klikniecia myszki i ciekawej lektury….

    P.S. Czy ktoś z czytelnikow wie, ze na podstawie badan zawartosci izotopow C14 i C13 w atmosferycznym CO2 potrafimy dokladnie zmierzyc dlaczego go przybywa?
    Potrafimy tez zmierzyc jak jego rosnaca zawartosc ogrzewa powierzchnie Ziemi.
    W sumie to elementarna i dobrze udokumentowana fizyka. Ale kto by sobie tym glowe zawracal….
    P.S.2. Od poczatku wydobycia paliw kopalnych uwolniono z nich niemal tyle samo wegla ile jest w biosferze. Dane z dawnym osrodku badan jadrowych w USA, Oak Ridge National Laboratory:
    http://cdiac.ornl.gov/

    Odpowiedz na ten komentarz

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy