ARCHIWUM
Nowego Przeglądu Wszechpolskiego

Ryszard Kostuch 

Ekologia

  
Polska ma bardzo duże zasoby kopalnych nośników energetycznych, a przede wszystkim węgla, który może zaspokajać potrzeby energetyczne kraju przez długie lata. W związku z tym nasuwa się pytanie, czy w takiej sytuacji pozyskiwanie energii z tzw. niekonwencjonalnych źródeł jest w naszych warunkach uzasadnione. Odpowiedź jest twierdząca i niewątpliwa, przede wszystkim ze względu na potrzebę ochrony środowiska przyrodniczego, gdyż spalanie węgla jest dla środowiska bardzo szkodliwe. Należy pamiętać o tym, że przy spaleniu 1 tony węgla wydala się do powietrza atmosferycznego średnio 2,75 tony dwutlenku węgla (CO2), 27 kg dwutlenku siarki (SO2), 10 kg tlenku azotu (Nox), wiele innych szkodliwych związków chemicznych, jak chociażby rakotwórcze dioksyny, oraz około 30 kg pyłów dyspersyjnych, czyli rozdrobnionej materii będącej nośnikiem pierwiastków metali ciężkich, takich jak: ołów, kadm, miedź, cynk, rtęć i wiele innych również bardzo szkodliwych dla ludzi, zwierząt, roślin, a także abiotycznej części środowiska. I tak np. powstające przy spalaniu węgla związki gazowe, a w głównej mierze dwutlenek węgla, uznane zostały za gazy cieplarniane, przyczyniające się od czasów tzw. rewolucji przemysłowej do systematycznego podnoszenia się temperatury dolnych warstw atmosfery. Wynika to stąd, że przy dużym stężeniu CO2  w atmosferze wypromieniowywane przez nagrzaną słońcem powierzchnię ziemi ciepło nie dochodzi do dużych wysokości, ale zatrzymywane jest przez warstwę CO2 na kilkuset metrach wysokości ponad litosferą i podnosi ciepłotę atmosfery, co w skutkach może być bardzo niekorzystne dla biocenozy ziemskiej, dla hydrosfery (topnienie lodowców i podnoszenie się poziom wód morskich i oceanicznych), a także dla gleby z powodu znacznego jej przesuszenia.
 
Bardzo szkodliwe dla ludzi, zwierząt i roślin są również atmosferyczne stężenia dwutlenku siarki (SO2), które niszczą chlorofil, osłabiając w ten sposób przebieg procesu fotosyntezy tak istotnej dla funkcjonowania lądowych i wodnych ekosystemów. Szkodliwe są także dla ludzi i zwierząt, gdyż wywołują rozmaite choroby i dolegliwości, a także dla gleby i wody, gdyż powodują ich zakwaszenie i wyjałowienie. Przy dużych stężeniach SO2 w powietrzu atmosferycznym powstają kwaśne deszcze, które niszczą w szybkim tempie skały, budynki, a nawet konstrukcje stalowe.
 
W podobny sposób działają tlenki azotu (Nox), które trafiają do atmosfery wskutek spalania węgla.
 
Bardzo szkodliwe są też pyły dyspersyjne, unoszące się przez jakiś czas w atmosferze ziemskiej, gdyż pod wpływem promieniowania słonecznego nagrzewają się i również podnoszą temperaturę atmosfery, a przy tym ograniczają dochodzenie energii świetlnej do ziemi. Odbija się to niekorzystnie na fotosyntezie. Osłabienie fotosyntezy następuje z powodu osadzania pyłów na powierzchni zielonych części roślin, co utrudnia dostęp światła do ciałek zieleni, znajdujących się w miękiszu komórek roślinnych.
 
Zapylenie atmosfery jest też niekorzystne dla ludzi i zwierząt płucodysznych, bo zanieczyszcza drogi oddechowe, powoduje ich nieżyty i inne groźne choroby, jak pylica, astma i inne.
 
Jeszcze bardziej szkodliwe są pyły zawierające metale ciężkie, które działają toksykologicznie lub rakotwórczo.
 
Można by wymieniać jeszcze inne szkodliwe następstwa spalania węgla i ropy naftowej dla ludzi, zwierząt i roślin, a także dla samego środowiska przyrodniczego. Dlatego na tzw. szczycie ziemi w Rio de Janeiro problem ograniczania emisji gazów cieplarnianych traktowany był bardzo  poważnie, a kraje  uczestniczące w tym wydarzeniu zobligowały się do redukcji emisji dwutlenku węgla.
 
W ramach wprowadzania także i w naszym kraju tzw. ekorozwoju dąży się do zastępowania węgla gazem ziemnym, przy którego spalaniu zanieczyszczenie atmosfery wymienionymi powyżej związkami gazowymi oraz pyłami dyspersyjnymi jest co najmniej o połowę mniejsze.
 
Kładzie się również duży nacisk na energię czystą ekologicznie, czyli pozyskiwaną z niekonwencjonalnych źródeł energii, jakimi mogą być: woda, wiatr, energia słoneczna, energia geotermalna, energia biologiczna oraz energia pozyskiwana z odpadów organicznych. 
 
Energia płynących wód
 
Od najdawniejszych czasów człowiek wykorzystywał energię płynących wód dla potrzeb gospodarczych z bardzo dobrym efektem. Dowodem tego były młyny wodne, folusze, stępy i tłocznie do wyciskania oleju, a także mniejsze lub większe elektrownie wodne.
 
Po drugiej wojnie światowej na skutek gigantomanii elit rządzących zlikwidowano w naszym kraju ponad 1600 małych elektrowni wodnych o łącznej mocy 200 MW, zastępując je elektrowniami węglowymi. Dzięki tym niewielkim elektrowniom wodnym można było zaoszczędzić około 1 mln ton węgla rocznie, a tym samym nie wyemitować do powietrza atmosferycznego 2,75 mln ton CO2. Dla lepszego uświadomienia sobie, co znaczy 1 mln ton węgla, dobrze jest przeliczyć to na liczbę wagonów kolejowych, które byłyby potrzebne do przewiezienia tej ilości węgla. Otóż wagonów, z których każdy mógłby pomieścić 40 ton, potrzeba by było aż 25 tysięcy. Jeżeli przyjmiemy, że długość jednego wagonu wynosi średnio około 10 m, to wszystkie razem zajęłyby 250 km, czyli cały odcinek drogi np. z Krakowa do Wrocławia.
 
Doceniając wodę jako źródło energii, kładzie się obecnie nacisk na skuteczniejsze jej wykorzystanie. Niestety postęp w tej dziedzinie nie jest zbyt szybki, gdyż budowa wielkich elektrowni wodnych jest bardzo kosztowna. Nie docenia się natomiast w bilansie energetycznym kraju znaczenia małych elektrowni wodnych, pomimo że także ich znaczenie dla środowiska jest tak korzystne.
 
Z wykorzystania energii płynących wód uzyskujemy obecnie niecałe 4% energii produkowanej w kraju. Chociaż nasze rzeki nie są pod względem energetycznym zbytnio przydatne, niemniej jednak obecne ich wykorzystanie nie przekracza nawet 30% możliwości energetycznych. W tym względzie pozostaje więc jeszcze dużo do zrobienia.
 
Energia wiatru
 
Wiatr, podobnie jak wodę, człowiek już od dawien dawna wykorzystywał pod względem energetycznym. Świadczą o tym najlepiej pozostałe gdzieniegdzie do dziś wiatraki, które dawniej były powszechnym elementem krajobrazu rolniczego, spełniając rolę młynów, wykorzystywane do pompowania wody, wytwarzania prądu elektrycznego, cięcia drewna i wielu innych potrzeb.
 
Z tych samych względów, głównie ideologicznych, zlikwidowano w naszym kraju ponad 2 tysiące wiatraków, zastępując dostarczaną przez nie energię energią uzyskiwaną przez spalanie węgla, zanieczyszczając przy tym atmosferę kilkoma milionami dwutlenku węgla. Chociaż ze względu na małe na ogół prędkości wiatru nie jesteśmy krajem o dużym pod tym względem potencjale, niemniej jednak wykorzystujemy energię wiatru znacznie poniżej  istniejących w tym względzie możliwości. Obecnie zaczyna się na szczęście nadrabiać  w  tej  dziedzinie  zaległości,  a  nowoczesne  turbiny  wietrzne  coraz częściej można zauważyć w polskim krajobrazie, a szczególnie na Pomorzu, gdzie z reguły wieją najsilniejsze wiatry i najdłużej w roku. Obliczenia wykonywane w tym zakresie dowodzą, że przy pełniejszym wykorzystaniu siły wiatru dla celów energetycznych można będzie zmniejszyć spalanie węgla o kilka milionów ton rocznie, a to byłoby już niebagatelne do poprawy czystości atmosfery. Z tego też względu nie wolno z energii wietrznej absolutnie rezygnować. Należy wykorzystywać wiatr do celów energetycznych wszędzie tam, gdzie jest to tylko możliwe i opłacalne, a takie warunki istnieją, jeżeli wiatr wieje z szybkością co najmniej 4 m/sek.
 
Energia słoneczna
 
Wykorzystanie energii promienistej Słońca do gospodarczych potrzeb człowieka jest potencjalnie bardzo duże, chociaż nie we wszystkich szerokościach geograficznych jednakowe. Najwięcej energii dostarcza słońce w małych szerokościach geograficznych. W miarę jednak oddalania się od równika ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni litosfery wyraźnie się zmniejsza. Przyczynia się też do tego zachmurzenie oraz wspomniane już powyżej zanieczyszczenie atmosfery.
 
W światowym bilansie energetycznym udział energii słonecznej przekroczył już 1/4 i nadal nieustannie wzrasta. Postęp w tej dziedzinie zauważa się również w krajach strefy umiarkowanej, a nawet na dalekiej północy. Zwiedzając w Norwegii tereny tundrowe, gdzie prowadzi się wypas zwierząt gospodarskich, zauważyłem, że na znajdujących się tam budynkach, szczególnie na zamieszkiwanych przez ludzi dozorujących wypasane stada zwierząt, zainstalowane są baterie słoneczne. Pobieraną w ten sposób energią słoneczną  ogrzewa się wodę,  potrzebną w gospodarstwie  do utrzymania higieny osobistej, do mycia naczyń, a także do ogrzewania pomieszczeń. Wyraźnie wydłużony w tamtych warunkach dzień wyrównuje w pewnej mierze niedostateczną intensywność promieniowania słonecznego.
 
Położenie geograficzne naszego kraju nie jest korzystne do wykorzystywania energii słonecznej do celów gospodarczych. Niemniej jednak pocieszający jest fakt, że coraz częściej wprowadza się do praktyki instalacje umożliwiające wykorzystanie energii słonecznej. Chociaż w bilansie ogólnoenergetycznym nie odgrywa to jeszcze większej roli, perspektywy wykorzystania tego niekonwencjonalnego źródła energii przedstawiają się nie najgorzej. Baterie słoneczne zainstalowane w schronisku górskim na Jaworzynie Krynickiej zmniejszyły zużycie prądu elektrycznego o ponad 30%. Coraz częściej wykorzystuje się też energię Słońca w domach jednorodzinnych, i jest to bardzo pocieszające. 
 
Energia geotermalna
 
Wnętrze naszego globu jest niezwykle gorące, bo temperatura dochodzi tam nawet do kilku tysięcy oC. Dowiadujemy się o tym naocznie przy wybuchach wulkanów, kiedy znajdująca się w głębi ziemi ognista lawa wydostaje się szczelinami skorupy ziemskiej aż na powierzchnię, a gorąca woda wytryska jako gejzery potężnymi strumieniami i kłębami przegrzanej pary wodnej na duże niekiedy wysokości. Ale niezależnie od tych szczególnych zjawisk energię geotermalną można pozyskiwać właściwie w każdym miejscu, gdyż wszędzie wraz z głębokością temperatura Ziemi bardzo wyraźnie wzrasta. Dlatego ciepło wnętrza Ziemi można pozyskiwać do potrzeb gospodarczych człowieka. W tym celu wystarczy wywiercić w Ziemi głębokie otwory,   wpompować   do   nich   wodę,   a   następnie   ogrzaną   przez   Ziemię  wypompować i wykorzystać jej ciepło. Oczywiście wykorzystanie energii geotermalnej jest najbardziej celowe tam, gdzie wysokie temperatury litosfery nie zalegają na dużych głębokościach. Wtedy bowiem koszty pozyskiwania energii geotermalnej są niezbyt duże. Z takim przypadkiem mamy właśnie do czynienia na Podhalu i dlatego wykorzystanie energii geotermalnej w tamtych warunkach stosunkowo szybko się rozwija i obejmuje coraz więcej miejscowości.
 
W porównaniu z energią konwencjonalną, uzyskiwaną ze spalania węgla energia geotermalna nie tylko jest dużo tańsza, ale przede wszystkim proekologiczna, czyli w bardzo znikomym stopniu szkodliwa dla środowiska przyrodniczego.
 
Energia biologiczna
 
Energia biologiczna obejmuje wszystkie sposoby energetycznego wykorzystania biomasy, zarówno przez spalanie, jak też przez jej rozkład bakteryjny w warunkach beztlenowych. Ponieważ przy spalaniu materii organicznej zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego jest około czterokrotnie mniejsze, z tego też względu wszelkie nadmiary materii organicznej, nie wykorzystane w rolnictwie czy leśnictwie, powinny być wykorzystane do celów energetycznych.
 
Stąd w wielu krajach europejskich rozwija się uprawy tzw. lasów energetycznych. Są to rzędowe nasadzenia szybko rosnących drzew i krzewów, a szczególnie wierzbowych, których szybki wzrost stymuluje dodatkowo nawadnianie gleby ściekami komunalnymi. Roczna produkcja nadziemnej biomasy tych roślin dochodzi w takich warunkach do 12-16 t/ha s.m., co całkowicie uzasadnia to przedsięwzięcie także od strony ekonomicznej. Ścinane pędy  wierzbowe  rozdrabnia  się  i  brykietuje, uzyskując  w  ten  sposób  paliwo wysokokaloryczne, a równocześnie nieszkodliwe dla środowiska. Z 1 kg s.m. uzyskuje się średnio około 12 tys. kJ, czyli mniej więcej o 1/4 mniej niż przy spalaniu wysokokalorycznych gatunków węgla, ale zanieczyszczenie środowiska jest przy tym czterokrotnie mniejsze, a pozostały po spaleniu popiół bardzo cenny w rolnictwie jako nawóz mineralny.
 
Słomę produkuje się w każdym gospodarstwie rolniczym, w którym uprawia się zboża, i to zazwyczaj w nadmiernych do potrzeb ilościach. Dlatego cały nadmiar słomy powinien być energetycznie wykorzystany. Nie należy jej jednak spalać na polu, tylko w odpowiednich do tego celu piecach. Wtedy uzyskiwane korzyści energetyczne są odpowiednio duże.
 
Wykorzystanie rzepaku i innych roślin oleistych do produkcji oleju napędowego do silników spalinowych jest z punktu widzenia ochrony środowiska wielce wskazane, gdyż powoduje wielokrotnie mniejsze emisje CO2, SO2, Nox oraz innych szkodliwych substancji niż ropa naftowa. W wielu krajach produkcja takiego paliwa energetycznego rozwija się już bardzo dynamicznie. My również powinniśmy to zacząć traktować bardzo poważnie.
 
Z materii organicznej, rozkładanej przez bakterie metanowe w warunkach beztlenowych, możemy uzyskiwać metan, którego energetyczne wykorzystanie przynosi duże korzyści. Można produkować metan z obornika, gnojówki i gnojowicy, a nawet ze składowisk śmieci komunalnych, w których zawartość materii organicznej bywa zazwyczaj dość duża.
 
W celach energetycznych uprawia się też buraki, z których uzyskuje się etanol, stanowiący paliwo do silników spalinowych, ale o dużych korzystniejszych właściwościach ekologicznych, bo nie zanieczyszczających tak atmosfery jak ropa naftowa.
 
Celem niniejszego artykułu jest zwrócenie uwagi na możliwość pozyskiwania energii z niekonwencjonalnych źródeł, których jest nie tak mało, a które powinno się wykorzystywać ze względu na potrzebę ochrony środowiska przyrodniczego.

Powrót do strony głównej NPW