Zdroje energie

Biopaliva - Zločin proti lidskosti

2009-03-01T11:53:00.000-08:00

V poslední době se stále více hovoří o biopalivu které by mělo nahradit tradiční fosilní paliva a většina politiků hovoří o tom jako o dokonalém obnovitelném zdroji energie který může vyrábět kdokoliv a tím způsobem zmenšit závislost na dovozu energetických produktu. Ačkoliv je pravda že se zmenší závislost na dovozu energetických produktu, přece se po podrobnějších zkoumáních vzniku, vlastnostech a způsobu využívaní biopaliva může s jistotou tvrdit že jsou biopaliva výjimečně nebezpečná pro lidstvo. Totiž, výroba biopaliva je vlastně přímá změna potravin v ropu a tím by větší poptávka na některé druhy potravin mohla zvednout cenu těch potravin a tím způsobem zvětšit počet hladových lidů ve světě proto že větší cena znamená méně potravin chudým státům.

Jean Ziegler, OSN-ový speciální dopisovatel z programu "Právo na potraviny" (Right to Food), prohlásil v pátek 26.října 2007 že výroba biopaliva zvětší hlad ve světě a poukázal na to že výroba biopaliva už teď zvýšila ceny některých druhu potravin na rekordní úrovně. Ziegler také naléhal na zastavení světové produkce biopaliv alespoň na pět let proto že považuje že rozvojem technologie za pět lét bude možno vyrábět biopalivo z zemědělských odpadků, a ne z potravin. Také řekl že každý stát má právo vyrábět biopalivo, ale považuje že "efekt změny tisíce tun kukuřice, pšenice, palmového oleje v palivo je katastrofa pro hladové lidé". Ziegler poukázal na to, že jen ceny pšenice se během jediného roku ve světě zdvojnásobily a ceny kukuřice se zčtyřnásobily, a proto chudé státy v Africe více nebudou schopný dovážet potraviny. Na konci jenom řekl že je výroba biopaliva vlastně zločin proti lidskosti

Působení výroby biopaliva na ceny potravin se možná nejlépe vidí v Spojených Státech Amerických. V Spojených Státech Amerických zemědělci více pěstují kukuřici která se později mění v etanol a zvětšená výroba kukuřice znamená zmenšení výroby ostatních potravin a zvětšení cen těch potravin. Mimo zmenšení výroby ostatních obilnin, také konkuruji výrobci etanolu a výrobci masa pro kukuřici a proto se zvyšuje ceny kukuřice která se stále více pěstuje a proto přijde v budoucnosti i ke zvyšování ceny masa.

Biopaliva se momentálně nejvíce vyrábí z cukrové třtiny, kukuřice, sóji a řepky olejky a současně je ve světě kolem 850 milionu lidů kteří nemají dostatečně potravin. Když se vezme v úvahu že je momentálně trend změna potravin v palivo v bohatých státech, může se pochopit proč Jean Ziegler jednou prohlásil: "Každé dítě které zemře hladem v dnešní době je vlastně zavražděno dítě (2006)" (Every child who dies of hunger in today's world has been murdered - 2006).

$16 miliard pro obnovitelné zdroje energie

2009-03-01T11:52:00.001-08:00

Americká zastupitelská sněmovna podepřela 04. srpna 2007 návrh změny americké energetické politiky podle které se vezme $16 miliard daňových podnětů z "Big Oil" domény a usměrní ty peníze pro obnovitelné zdroje energie jako např. sluneční energie a energie větru. "Big Oil" je výraz který se používá pro definování jednotlivé a společné ekonomické síly největších zpracovatelů a výrobců v průmyslu ropy a benzínu, a vztahuje se na velký politický vliv, obzvlášť v Spojených Státech Amerických. Kompanie které se obyčejně spojují s "Big Oil" jsou ExxonMobil, Royal Dutch Shell, BP, Total S.A., Chevron Corporation a ConocoPhillips. Změny energetické politiky podněcovala Demokratická strana.

"Toto je historická změna Ameriky od fosilních paliv k obnovitelným zdrojům energie" řekl demokrat Ed Markey a přidal "že se to už dlouho blížilo". Republikánové nejsou spokojení vývojem událostech a říkají že je to "no-energy návrh" proto že nemá iniciativy pro nová vrtání. Republikánové také vytýkají že se tím působí na samou americkou ekonomii která se významně spoléhá na fosilní paliva, a změny zmenšují množství peněz právě v doméně fosilních paliv.

Dodatečný byl i kontroverzní doplněk kterým se zavazují výrobci elektrický energie aby do roku 2020 vyrobili minimálně 15% elektrický energie z obnovitelných zdrojů energie. Jestli tyto změny projdou konečnou legalizaci bude to poprvé že federální vláda Spojených Států Amerických určí globální standardy kterými definuje kolik se elektrický energie musí vyrobit z obnovitelných zdrojů energie. Bílý dům samozřejmě hned reagoval a hrozí vetem, a jako hlavní důvod uvádějí že ty změny zvětši cenu energie, a také že ty změny nedávají řešení pro vysokou cenu energie ani nepobízejí domicilní výrobu energie.

Dodatečný zákon který bude negativně působit na kompanie z "Big Oil" domény vztahuje se na spotřebu automobilu. Američané tradičně mají rádi velká auta, a taková auta mají i velkou spotřebu paliva. Velká spotřeba paliva je také výsledek malého zájmu velkých výrobců aut v Spojených Státech Amerických o zvětšení účinnosti motoru které vmontovávají do svých aut, a velká auta v kombinaci s energetický neúčinným motorem mají velkou spotřebu. Evropský, a obzvlášť Japonský výrobce aut jsou v energetické účinnosti daleko před Americkými výrobci. Aby se zlepšila energetická účinnost nových amerických vozidel Senát schválil návrh zákonu kterým by se standardy spotřeby zmenšily na 35 mil po galonu (kolem 6.72 litrů na 100 kilometrů) do roku 2020. Tomu návrhu se opřeli vedoucí v automobilovém průmyslu kteří říkají že by takový zákon zničil už osláble americké výrobce automobilu jako např. General Motors a Ford.

Post-Kyoto rozvrh není domluven

2009-03-01T11:50:00.000-08:00

Vládám bohatých států se nepodařilo odpovědět na špatné noviny na které upozorňují vědci, a které se vztahují na předvídání o klimatických změnách. Do konce konference Spojených národů o podnebí, která byla v Nairobiu od 6.-17. listopadu roku 2006, nebylo domluveno maximální období do kterého by se měli určit nové cíle pro zmenšování emise skleníkových plynů, po skončení tohoto dosavadního Kyoto protokolu. S ohledem na to že Kyoto protokol definuje omezení v emisích skleníkových plynů jenom do roku 2012 mohlo by se stát že do té doby nebudou vydané nové regulativy a tím by každý stát mohl vypouštět plynů kolik by chtěl.

Přestože se nemohli dohodnout kolem lhůty do které by se měly určit nové cíle, vyslanci se shodli že začnou pracovat na vědeckém oceňování nové technologie pro zajímaní a zakopávání kysličníku uhličitého který vypouštějí elektrárny. Velká Británie a Norsko už začali prozkoumávat možnost zakopávání zkapalněných plynů do starých ropových vrtů v Severním moři.

S ohledem na to že jsou tu velké finanční prostředky je přírodně že každý vleče na svou stranu. I ministr ropy Sadické Arábie Ali Ibrahim Naimi řekl: „ Techniky zajímaní a zakopávání uhlíku zmenši potřebu internacionálních výdajů pro obnovitelné zdroje energie proto že ta technologie umožní čisté a ekologický přijatelné využívání ropy. “ Z druhé strany hlavní zástupce pro podnebí upozorňuje že se neví kolik dlouho bude uhlík zajatý a klade otázku: „Kdo bude odpovědný jestli uhlík vyjde ze skladiště“?

Pramen informace: http://www.newscientist.com/

Energie slunce pro středisko Google-u

2009-03-01T11:49:00.001-08:00

Google plánuje vystavit masivní systém pro využívání solární energie na svém středisku v městě Mountain View, Kalifornie. Energie Slunce se bude měnit do elektrický energie pomoci 9212 solárních panel a získaná síla by měla být kolem 1.6 megawattu. K porovnání; ta síla je dostatečná aby se tisíc průměrných kalifornických domů zásobilo elektrickou energii. Ta energie pokrývá 30 % celkové energie která je potřebná pro normální fungování střediska Google-u. Instalace systému v kempu zakončí v jaře roku 2007 a když se práce skončí toto bude největší systém pro využívání energie slunce který je instalován v nějakém korporačním středisku v Spojených Státech Amerických.

Solární panely budou postaveny na střechy několik budov v kempu i jako ochrana od Slunce na parkovišti. Google nedal informaci kolik peněz utratí na instalaci systému, ale předpokládá se že se systém vyplatí proto že budou mít menši účty pro proud v období na které mají pronajaté budovy v kempu. Představitelé kompanie EI Solutions (vykonavatel práce) tvrdí že panely obyčejně trvají od 20 -25 roků a že se vyplatí už za 5-10 roků.

Google kromě energie očekává i zmenšování výdejů pro klimatizaci budov proto že panely na střechách budou absorbovat sluneční energii i tím způsobem zmenší kvantitu teploty kterou by absorbovaly nejvyšší patra budov. Také se očekává že ten systém neguje že prospěch a ekologická uvědomělost nejdou dohromady, a to by se mělo pozitivně projevit na cenu akcí kompanie.

Pramen informace: http://www.alternative-energy-news.info/

EU, Čína: Čistá energie z uhlí

2009-03-01T11:48:00.001-08:00

Evropská unie a Čína podepíšou memorandum o porozumění pro zkoumaní a použití čistých technologii dostávání energie z uhlí. Podle memorandu bude se více pracovat na programech jako co je plán pro čistou energii z uhlí, energetickou účinnost a obnovitelné zdroje energie. Podle memorandu bude se pobízet vývoj technologii které umožní sbíraní a podzemní skladování kysličníku uhličitého vysvobozeného v elektrárnách na uhlí, a to je velmi důležité v bojí proti globálních klimatických změn. Emise kysličníku uhličitého z elektrárnách na uhlí se stále zvětšuje a stávají se vážnou nebezpečí pro stabilitu podnebí. Čína je právě ne jen největší spotřebitel , ale i největší výrobce uhlí ve světě. Evropská unie a Čína spolupracují na více než 100 společných výzkumných projektů, a mezi nimi jsou i velké projekty jako např. Satelitský systém Galileo a projekty pro zkoumání nukleární fůze ITER. Více o uhlí přečtěte zde.
Pramen informace: www.energycentral.com

EU: Přes 6 GW nových větrných elektráren 2005

2009-03-01T11:46:00.001-08:00

V Evropské Unii je roku 2005 instalováno 6183 MW nových větrných elektráren a tím je 5 lét dříve dosaženo cíle Unie aby se do roku 2010 instalovalo aspoň 40 větrných elektráren. V posledních 10 lét každý rok se síla instalovaných větrných elektráren zvětšila v průměru o 32 % na území celé EU. Pět největších trhů energie větru v EU, v roce 2005, byly Německo (1808 MW), Španělsko (1764 MW), Portugalsko (500 MW), Itálie (452 MW) a Velká Británie (446 MW). Po roce 2005 dva státy, uvnitř EU, mají instalováno více než 10 GW větrných elektráren (Německo 18428 MW a Španělsko 10027 MW), a pět má více než jeden gigawatt (Dánsko 3122 MW, Itálie 1717 MW, Velká Británie 1353 MW, Nizozemsko 1219 MW a Portugalsko 1022 MW). Celkově instalováno 40504 MW větrných elektráren vyrábí ročně, v průměru, kolem 83 TWh elektrický energie, a to je 2.8% spotřeby elektrické energie v EU, v roce 2004.
Pramen informace: www.ventusvigor.com

Bush: 75% méně středovýchodní ropy do 2025

2009-03-01T11:44:00.000-08:00

Zmenšování dovozu ropy o 75% ze státu středního východu do 2025je nový nacionální cíl Spojených Státu Amerických, a ten cíl určil prezident Bush. Ropu by měli nahradit zdroje energie které USA nemusejí dovážet. Největším dílem by se ta ropa měla nahradit uhlím a nukleární energii, a menší díl by se dostával z energie větru a Slunce. Kvůli tomu prezident Bush upozornil na iniciativu podle které by se výdeje pro zkoumání čistějších zdrojů energie zvětšilo 0 22%. Ta zkoumání by více byla soustředěna na dostávání čistější energie z uhlí a nukleárních centrál, a méně na všechny ostatní zdroje energie. Zaměření na uhlí vyplývá z faktu že podle ocenění USA mají dostatečně uhlí pro více než 200 lét.
Pramen informace: www.whitehouse.gov

Video - Princip práce fotovoltaických panelů

2009-01-19T13:11:00.001-08:00

Slunce je největší zdroj energie v slunečním soustavě. Množství sluneční energie které každé minuty přijde na Zem je dostatečné pro roční energetické potřeby lidstva v momentální fáze rozvoje. Přes ohromné potenciály, přece se využitím sluneční energie momentálně splňuje velmi malá část energetických potřeb lidstva. To je také kvůli nedostatečné rozvinutostí technologie pro využití sluneční energie, ale je přece největší problém momentální cena systému pro využití sluneční energie.

Existuje několika způsobu využití energie Slunce. Nejjednodušší a nejlevnější způsob využití sluneční energie je samozřejmě zahřívání vody nebo některé jiné tekutiny pro potřeby v domácnosti. Elementy které využívají energii Slunce na zahřívání vody se nazývají solární kolektory a nejčastěji se umisťují na střechy domů a budov. Druhý způsob využití energie Slunce je koncentrování sluneční energie pomoci soustavy zrcadel a tvoření velkého množství tepelné energie která se později ve standardních generátorech mění v elektrickou energii. Taková tovární zařízení můžou být velmi veliká a obyčejně se nacházejí v pouštích a používají se pro normální komerční výrobu elektrické energie.

Fotovoltaické panele jsou třetí a nejlepší způsob využití energie Slunce, ale kvůli malé účinnosti a velké ceně se momentálně málo používají. Fotovoltaické panele přímo mění sluneční energii do elektrický energie. Fotovoltaické panele se obyčejně používají tam kde není možný nějaký jiný zdroj energie, například na satelitech, na dopravních značkách u cestách a podobně. Také se používají pro napájení energií malých spotřebitelů, např. pro kalkulačky.

Fotoelektrický efekt objevil francouzský fyzik Alexandre-Edmond Becquerel (1820-1891) v roce 1839. Fotovoltaické panele se skládají z dvě časti – pozitivní a negativní, a rozdíl potenciálu mezi ty dvě části závisí na intenzitě slunečního záření. Sluneční energie přichází na Zem ve tvaru fotonu. Když spadnou na povrch sluneční panele ty fotony odevzdají svou energii panelu a tím způsobem vyrážejí záporně nabité elektrony z atomu. Vyražené elektrony se pohybuji ke druhé (negativní) straně panele a na ten způsob se tvoří rozdíl potenciálu, vlastně, generuje se elektrická energie. Fotovoltaické panele jsou vytvořené z křemíku a křemík je jeden z nejčastějších prvků na Zemí.

Podrobněji o základním principu fotovoltaických panelů můžete vidět na video ukázce:

Video - Obnovitelné zdroje energie z hlubin oceánu

2009-01-19T13:09:00.001-08:00

Změna tepelné energie oceánu (Ocean thermal energy conversion (OTEC)) je metoda generování elektrické energie která využívá tepelní rozdíl který existuje mezi mělkých a hlubokých vod oceánu. Slunce kontaminováno hřeje hladinu oceánu který zabírá kolem 70 % povrchu Země a tím nastává velký tepelní rozdíl mezi povrchovými a hlubokými vodami, a ten tepelní rozdíl se muže využit pro generování velkého množství elektrické energie , a tím se postupem neznečišťuje okolí a nevypouštějí se nebezpečné skleníkové plyny. Teplé povrchové vody a chladné hluboké vody jsou výsledek oceánských proudu s kterými se voda zahřívá v dílech oceánu blízko oceánu , a chladí se v blízkosti severního pólu a ta chladná voda proudí po dně oceánu ke ekvátoru.

Samá zásada generování elektrické energie je velmi jednoduchá. Teplá povrchová voda se používá pro zahřívání tekutiny která má nízkou teplotu bodu varu (např. propan), vzniklá pára dává do pohybu turbíny generátoru elektrický energie, a potom se ta pára chladí chladnou vodou z hlubin oceánu a tím se mění zpět do kapalného stavu. Celkové množství energie která se muže dostat využívání tohoto způsobu změny energie jsou jedna až dvě magnitudy velikosti větší než ostatní metody využívání energie oceánu , jako například: využívání energie vln nebo využívání energie přílivu a odlivu. Velký problém u využívání tohoto tvaru energie je drahý výstroj a malá celková účinnost procesu. Účinnost je kvůli malém tepelným rozdílů mezi 1% až 3%. Hlavní výhoda procesu je ekologická čistota dostávání energie a ohromní zásoby této energie která by se mohla využit.

O zásadách využívání tohoto tvaru energie se podrobně podívejte v krátkém filmu:

Video - Třetí generace jaderních elektráren

2009-01-19T13:06:00.001-08:00

Třetí generace jáderních elektrárenTechnický design jaderních elektráren se zhruba může podělit na generace jaderních elektráren. První generace se rozvila padesátých a šedesátých létech minulého století a elektrárny toho druhu se více nepoužívájí, a to většinou byly ranější prototypy. Jaderní elektrárny druhé generace se začaly stavět sedmdesátých létech dvacátého století a veliká většina dnešních jaderních elektráren je vystavená na zásadach designu té druhé generace. První jaderní generator třetí generace je vystavěn v Japonsku a začal s práci roku 1996. Ten reaktor je příklad začátečního designu třetí generace, a momentálně se stavějí elektrárny které budou v souladu s novým rozvinutým designem třetí generace. Ten rozvinutý design se nazýva ještě 3+ generace reaktoru. První 3+ reaktor by měl být zakončen roku 2009 v Finsku, na ostrovu Olkiluoto. V pojmový fáze jsou momentálně designy jaderních zařízení čtvrté a páte generace, ale na jejich spotřebu se nepočita až do roku 2030.

Popis generace jaderních zařízení během lét a předvídání pro budoucnost. Rozvinutá třetí generace jaderních zářízení měla by se použivat pro stavbu alespoň do roku 2030.

Základní vlastnosti třetí generace jaderních elektráren:

* standardizováný design pro účinnější licencování, zmenšené základní výdeje a zkrácený čas který je potřebný pro výstavbu
* jednoduší a hrubší design pro jednoduší exploataci a větší odolnost na možné chyby
* větší dostupnost generatoru a délší doba exploatace (zařízení druhé generace mají časové omezení kolem 40 lét, a zařízení třetí generace by mělo trvat 60 lét)
* zmenšená pravděpodobnost rozpouštění jádra generatoru
* minimální vliv na okolí
* větší využívání paliva zmenšují potřebné množství paliva, a tak se zmenšuje také i množství radioaktivního odpadu

Hlavní pokrok, vztahem na druhou generaci, je přidávání technologických řešení které přispívájí k pasívní bezpečnosti zařízení. Tyto pasivní řešení nepoužívájí nijaké aktivní kontroly nebo intervence operatéru aby úspěšně vykonaly úkoly zvětšení bezpečnosti, než používájí přírodní zákonitost,jako například, gravitace nebo odolnost látek na velké teploty.

Na podrobnosti jednoho z designu třetí generace jaderních elektráren se podívejte na filmu:

Zkapalněný zemní plyn

2008-12-02T12:52:00.000-08:00

Zkapalněný zemní plyn (liquefied natural gas – LNG) je zemní plyn pod velkým tlakem a ochlazen na velmi nízké teplotě takže postupně nabývá podobu kapalného skupenství. Když se zemní plyn ochladí až na -161 °C stává se jasnou tekutinou bez barvy, chuti a vůně. S ohledem na to že LNG zabírá jenom 1/600 části objemu zemního plynu v plynném skupenství, takové skupenství je výhodné pro transport v tankové lodi po celém světě. Terminal pro zkapalněný plyn je tovární zařízení pro plněni, vlastně vyprazdňování tankové lodi které převážejí ten energent. Tankové lodě pro transport LNG-u můžou být dlouhý i přes 300 metrů, a minimální hloubka vody musí být větší než 12 metrů když jsou úplně plné. Také ty tankové lodě musí mít dvojí obložení a zvláštně jsou udělané aby mohly snášet nízké teploty LNG-u.

Největší LNG terminál v Spojených Státech Amerických. Umístěný je v Marylandu jižně od Baltimoru. Příjem LNG-u začal 2003.

V terminálu se LNG obyčejně přemístí do izolovaných skladišť konstruovaných zvlášť pro ukládání LNG-u. Skladiště musí udržovat nízkou teplotu tekutiny a musí minimizovat kvantitu plynu který vypaří. Toto vypařování je nutné proto že by se v opačném případě tlak a teplota zvyšovaly. Teplota uvnitř skladišť zůstane stejná jestli se tlak reguluje vypouštěním plynné páry. Vypuštěný plyn se může sbírat a používat jako palivo v provozovně pro překládání a uklízení LNG-u. Tankové lodě které převážejí LNG můžou ten vypuštěný plyn používat jako palivo. I když skladiště plynu můžou být i na povrchu, nejčastěji se používají podzemní skladiště které musí splnit dvě základní podmínky: musí skladovat LNG pro budoucí spotřebu a musí mít dobrý systém odesílání plynu (ventily, kompresory, ...). Zemní plyn se často uskladňuje ve tvaru LNG- u i ve vzdálených továrních zařízení a ne jenom na terminálech.

Před exploataci energie z LNG-u je nutno ho zahřát tak aby se stal použitelný pro vaření, topení a výrobu elektrické energie. Na obrázku vpravo můžeme vidět pohon pro změnu LNG-u zpět do plynného skupenství.

Před použitím LNG se musí změnit zpět do plynného skupenství. Na obrázku můžeme vidět zařízení pro změnu LNG-u do plynného skupenství.

Největší vývozce zkapalněného zemního plynu jsou státy které samozřejmě mají největší zásoby toho plynu. To jsou Alžír, Austrálie, Indonésie, Libye, Malésie, Nigerie, Oman i Katar. Ve světě momentálně existuje 40 LNG terminálu určených pro přijetí plynu. Momentálně LNG dovážejí Japonsko, Jižní Korea, Spojené Státy Americké a několika Evropských státu. Evropské státy které mají terminály pro zkapalněný plyn jsou Portugalsko, Španělsko, Francie, Belgie, Itálie, Řecko a jeden terminál je vystavěný i v evropské části Turecka.

Bezpečnost

Riziko během zacházení s LNG-em pochází od jeho třech vlastnostech: rozptylování, zápalnost a způsobuje velmi nízké teploty. Velmi chladný LNG může mít přímé následky a způsobit poranění nebo škody. Mrak páry který vzniká během prolévání může větrem přijít i do osídlených krajů, a jestli je koncentrace plynu v té páře mezi 5% a 15% tedy je ta pára velmi zápalná. Oheň který vzniká tím způsobem vyvolává velmi vysoké teploty. Výhodná strana vypařování LNG-u je to že se hřeje a že se pára zvedá do vzduchu (vytvořena plynná pára je lehčí než vzduch).

LNG sám není zápalný a tvrzení že „LNG tankové lodě jsou plovoucí bomby“ nejsou přesné proto že, s ohledem na to že LNG není zápalný, nemůže ani explodovat. Důkaz o tom jsou mnohé incidenty (velká vytékání LNG-u, škody vzniklé kvůli špatném počasí, nehody na moři), a že ještě nikdy neexplodovala tanková loď s celým svým obsahem.

Lodě které převážejí LNG můžou být i delší než 300 metrů. Když jsou plné minimální hloubka vody musí být 12 metrů pro normální plavbu.

Za účelem rozvíjení bezpečnosti LNG-u, uděláno je mnoho modelu možných katastrof. Např. modelováno je katastrofální vylévání z jedné tankové lodi která obsahuje 25.000 krychlových metrů LNG-u. Aby úplně vyhořelo, podle rezultátu modelování, je potřebné 37 minut ve případě že je díra v skladišti velká pět metrů, a 64 minuty jestli je díra velká jeden metr. V případě díry od jednoho metre a větru který fouká rychlosti 1,5 m/s minimální mez hořlavosti byla by vzdálena čtyři kilometre od skladiště, a v případě větru od 5 m/s ta mez by byla vzdálena kolem jednoho kilometre. Dolní mez hořlavosti je koncentrace plynu od 5% (plyn hoři jenom když je koncentrace mezi 5% a 15% ). Větší rychlost větru umožňuje rychlejší míchaní vzduchu a plynu, a proto je dolní mez hořlavosti blíže zdroji, přestože by se na první pohled mohlo přijít k názoru že větší rychlost větru znamená i že je dolní mez hořlavosti dále od zdroje. Jestli plyn začne hořet ve velkém množství je vypočítáno že na vzdálenosti od 300 metrů za 60 vteřin bude tolik horko že lidé začnou cítit bolest.

Terorismus, vlastně úmyslné vyvolávání prolévání a zapalování plynu je momentálně nejzajímavější možný scénář velké katastrofy. Amerika má kvůli tomu ostře určena pravidla pro plavbu tankových lodi plných LNG-u. Rychlé lodě sledují a chrání tankovou loď během vplouvání do terminálu a během vykládaní nákladu. Během plavby tankové lodi se nesmí přiblížit plavidlo na vzdáleností menší než 450 metrů z každé strany, a 3.2 kilometre před a za lodi. Pro přestupníky zákona jsou určené velké tresty ( dokonce i 10 lét vězení), ale to pravděpodobně nezastaví teroristé sebevrahy aby se pokusili vrazit do lodě. Dokonce ani v Americe nejsou úplně určené ty zákony (např. není úplně definováno co pobřežní patrola musí dělat jestli nějaké plavidlo vplavuje do bezpečnostní zóny kolem tankové lodi), a zvlášť zneklidňuje i fakt že se teroristům podařilo vrazit člunem do dobře chráněné vojenské lodi USS Cole.

Některé největší incidenty které zapojují LNG, a staly se v poslední době:

01.2004 - zařízení pro změnu vody do páry explodovalo a způsobilo ještě větší výbuch plynného mraku v Alžíru. Exploze zničila část LNG továrního zařízení, a několika lidů zahynulo a bylo zraněno i mimo tovární zařízení.
07. 2004 - explodovalo potrubí mezi Belgickým přístavem Zeebrugge a severní Francii, 23 obětí.
08. 2005 - 28 palců dlouhý podzemní potrubí explodovalo v Nigerii, a způsobilo požár který se rozšířil na 27 čtverečních kilometrů.

Zemní plyn

2008-12-02T12:10:00.000-08:00

Dříve se považovalo že je zemní plyn neužitečný. Dokonce se i dnes v některých státech ten plyn spaluje ve velkých pochodních a tak se ho zbavuji. Metan je základní část zemního plynu, metan je jednoduchá sloučenina která se skládá z jednoho atomu uhlíku a čtyři atomy vodíku, je velmi zápalný a shoří úplně. Po spalováni nezůstává popel, a znečišťování vzduchu je velmi malé. Zemní plyn nemá barvu, chuť, vůní ani tvar ve sví přírodní formě a proto je pro lidé nepozorovatelný. Kvůli tomu mu kompanie přidávají chemikálii která má vůní zkaženého vejce. Ta vůně umožňuje Lidům aby cítili plyn v domech.

Roku 1821 v Fredonii, New York, William A. Hart provrtal 27 stopách hluboký vrt s cílem zvětšení průtoku zemního plynu na povrch. Kvůli tomu se 1821 považuje za začátek využívání zemního plynu. První seznam o zemním plynu pochází kolem roku 100 nové éry, když byly poprvé zaznamenané "věčné pochodně" na území dnešního Iráku. Ty "věčný pochodně" jsou pravděpodobně výsledek vypouštění zemního plynu skrz zemní kůru a které pak zapálil blesk. V 19. století zemní plyn se používal jenom pro pouliční lampy. V té době ještě nebyly plynovody distribuce po domácnostech ještě nebyla možná. Kolem roku 1890 většina měst začala používat elektrickou energii pro osvětlení, a výrobce zemního plynu začali hledat nové tržiště pro svůj výrobek. Roku 1885 Robert Bunsen vynalezl hořák který míchal vzduch s zemním plynem. Ten vynalez umožnil využívání zemního plynu pro vaření a topení. První významnější plynovod byl zakončen 1891. Byl dlouhý 120 mil a přenášel plyn ze střední Indiany do Chicaga. Potom bylo vystavěno velmi málo plynovodu až do konce druhé světové války. Během druhé světové války přišlo k velkému pokroku ve vlastnostech kovu, technikách svařování a výrobě rour, a stavba plynovodu se stala ekonomický splatitelná a stále více se používá v hospodářství a domácnostech.

Čerpání zemního plynu ze země a mořích

Ve mnoho případech zemní plyn je ideální fosilní palivo proto že je čistý, jednoduchý pro transport a komfortní pro používání. Čistější je než ropa a uhlí, a proto se stále více považuje za řešení pro klimatické změny a problémy se špatnou kvalitou vzduchu. Na rozdil od ropy a plynu, zemní plyn má větší vztah vodík/uhlík a má menší emisi kysličníku uhličitého do atmosféry pro stejné množství energie.

U čerpání zemního plynu ještě stále existuji limity kvůli dnešní technologii. Zemní plyn se nenachází jenom v "kapsách" nýbrž se ve mnoho případu nachází s ropou. Často se ropa a zemní plyn čerpají ze stejného naleziště. Jako i u výroby ropy, část zemního plynu samostatně přijde na povrch kvůli velkému tlaku v hloubkách. Takové typy plynových vrtů vyžaduji jenom systém rour (které se nazývají i "vánoční stromeček" ) pro kontrolování průtoku plynu. Stále je méně takových vrtů proto že je většina tohoto "levného" plynu už vyčerpána. Kvůli tomu se skoro stále musí používat některý druh čerpání z podzemí. Nejčastější tvar čerpadla je "koňská hlava" (obrázek) která zvedá a spouští prut do vrtu a ven a tím způsobem čerpá zemní plyn a ropu na povrch. Často se průtok plynu může zlepšit tak že se vytvoří drobné skuliny ve skálách které se používají jako pěšina pro průtok plynu. Do skal se pod velkým tlakem čerpá nějaká tekutina (např. voda) která rozbije skálu.

Zemní plyn nalézáme v různých podzemních tvarech. Některé formace jsou těžší a dražší pro využívání, ale se můžou zlepšit pro zásobování v budoucnosti. Když se zemní plyn vyčerpá na povrch, přes systémy plynovodu se ukládá do skladišť a potom i ke spotřebitelům.

Zvětšení poptávky na zemní plyn

	Stát	Zásoby v trilionech m³
1.	Rusko	47.7
2.	Irán	24.3
3.	Katar	10.9
4.	Arabske Emiraty	6.0
5.	Saúdská Arábie	5.8
6.	Spojené Státy Americké	4.7
7.	Alžír	4.5
8.	Venezuela	4.2
9.	Nigérie	3.5
10.	Irák	3.1
	Ostatní státy	36.7

Zmenšeny špatný vliv na okolí a pokrok v technologii působily na to že se zemní plyn stal nejdůležitějším palivem. Během minulých 10 lét výroba zemního plynu stále rostla. Podle zkoumaní v roce 1999 spotřeba zemního plynu byla kolem 2.4 trilionu metrů krychlových , což je pokrok od 4.1% poměrně na rok 1996. Trendy ukazuji že to zvětšení výroby bude pokračovat i v dalších létech proto že se preferuji paliva s méně uhlíku.

V Číně se spotřeba uhlí roku 1999 zmenšila a spotřeba zemního plynu zvětšila o 10.9% od roku 1998. V Asijské- pacifické regii spotřeba zemního plynu se zvětšila o 6.5%. S přibližně 50% světové populace a s rostoucí ekonomii které žádají energii, ta regie má velmi velký potenciál v spotřebě zemního plynu. Africký kontinent má největší zvětšení spotřeb, se zvětšením od 9.1% v roce 1999. Afrika má rostoucí potenciál nejen jako tržiště pro zemní plyn než i jako výrobce. Rozvojové státy budou potřebovat pomoc v technologii aby zvětšily spotřebu zemního plynu (a tím zmenšily spotřebu ropy a uhlí).

V tabulce jsou zaznamenané konfirmované zásoby zemního plynu jednotlivých státech. Zásoby jsou dosti velké, ale nejsou nekonečné. Rusko jev čele se zásobami a další jsou státy středního východu. Prozatím jsou státy středního východu více soustředěné na výrobu ropy a proto je výroba ropy u nich malá. Když využiji ropu, začnou vyrábět zemní plyn co bude výborně pro jejich ekonomickou budoucnost. Momentálně jsou největší výrobce zemního plynu Rusko (590 miliard m³) a Spojené Státy Americké (530 miliard m³). Spojené Státy Americké jsou největší spotřebitelé s kolem 620 miliard m3, a další je Rusko s 395 miliard m³.

Geotermální energie

2008-10-31T12:45:00.001-07:00

Slovo geotermální má původ v dvou řeckých slovech: geo (země) a therme (teplo), a znamená teplota země, a podle toho se tepelní energie Země ještě nazývá i geotermální energie. Teplota ve vnitrozemí je výsledek formování planety z prachu a plynů před více než čtyři miliardy lét, a radioaktivní rozkládání prvků v horninách kontinuálně regeneruje to teplo, a podle toho je geotermální energie obnovitelný zdroj energie. Základní medium který přenáší teplo z vnitrozemí na povrch je voda nebo pára, a ten komponent se obnovuje tak že voda od dešťů proniká hluboko skrz rozpukliny a tam se zahřívá a cirkuluje zpět k povrchu, kde se objevuje ve formě gejzíru a vroucích pramenů.

Země má několika vrstev. Základní vrstvy jsou vnější tvrdá kůra (Crust),tekoucí plášť (Mantle), vnější tekoucí jádro (Outer Core) a vnitřní tvrdé jádro (Inner Core).

Vnější tvrdá kůra Země je hluboká pět až 50 kilometru a skládá se z hornin. Hmoty z vnitřní vrstvy neustále vycházejí na povrch skrz sopeční jícně a pukliny na dně oceánu. Pod kůrou se nachází plášť a šíři se až do hloubky kolem 2900 kilometru, a skládá se z sloučenin bohatých železem a magnéziumem. Zpod všeho toho se nacházeji dvě vrstvy jádra- tekoucí vrstva a tvrdá vrstva v samém jádru planety. Poloměr Země je kolem 6378 kilometru, a nikdo vlastně neví co se přesně nachází ve vnitrozemí, toto všechno jsou vlastně vědecké předpoklady o vzhledu vnitrozemí planety. Ty předpoklady se zakládají na pokusech v podmínkách vysokého tlaku a velkých teplot.

Spouštěním vnější vrstvu Země vlastně kůru teplota se zvyšuje kolem 17 °C až 30 °C na kilometr hloubky (50 – 87 °F na míly hloubky). Pod kůrou se nachází plášť který se skládá z částečně rozpuštěných hornin a teplota toho pláště je mezi 650 a 1250 °C (1200 – 2280 °F). V samém jádru Země teplota by mohla být, podle některých ocenění, mezi 4000 a 7000 °C (7200 – 12600 °F). S ohledem na to že teplo vždy přechází z teplejších částech na chladnější teplo z vnitrozemí se přenáší k povrchu a ten přenos tepla je zásadní hybná síla tektonických desek. Na místech kde se spojují tektonické desky může dojit k pronikání magmy k vrchními vrstvami a ta magma se pak chladí a tvoří novou vrstvu zemní kůry. Když magma přijde k povrchu může vytvořit sopky, ale většina zůstava pod povrchem a tvoří ohromné bazény a tady se začíná chladit a ten proces trvá od 5000 lét až milion lét. Území pod kterými se nacházejí takové bazény magmy mají velkou teplotní vzestup, vlastně teplota se zvedá velmi rychle zvětšením hloubky a taková území jsou velmi výhodná pro využívání geotermální energie.

Potenciál geotermální energie je ohromný je ji 50000 krát více než ostatní energie která se může dostat z ropy a plynu na celém světě. Geotermální zdroje se nacházejí v širokém spektrumu hlubin, od mělkých povrchních až více kilometrů hlubokých rezervoáru vroucí vody a páry která se může přivést na povrch a využit. V přírodě se geotermální energie nejčastěji objevuje ve formě sopek, pramenů vroucí vody a gejzíru. V některých státech se geotermální energie používá už tisícletí ve formě lázních vlastně rekreační-léčivého koupaní. Ale rozvoj vědy se neomezil jenom na část léčivého využívání geotermální energie ale také využívání geotermální energie usměrnil k procesu dostávání elektrický energie a topení v domácnostech a průmyslových zařízení. Zahřívání budov a využívání geotermální energie v procesu dostávání proudu jsou hlavní, ale ne i jediný způsob využívání té energie. Geotermální energie se také může využit i pro jiné cíle jako například ve výrobě papíru, pasterizaci mléka, bazénech na plavaní, v procesu sušení dřeva a vlny, dobytkářství atd.

Hlavní nedostatek během využívání geotermální energie je to že neexistuje mnoha území na světě která jsou výjimečně výhodná pro exploataci. Nejvýhodnější jsou území na okrajích tektonických desek, vlastně území velké sopeční a tektonické aktivity. Následující obrázek znázorňuje tektonickou mapu světa a výhodná území na využívání geotermální energie.

Země je rozdělena na tektonické desky které se celou dobu pohybují a srážejí a tak tvoří místa výhodná pro využívání geotermální energie. Nejvýhodnější území pro exploataci té energie se nachází na takzvaném Plamenném prstenu (Ring of Fire).

Výroba elektrický energie

Jeden z nejvýznámnějších tvaru využívání geotermální energie je výroba elektrický energie. Tady se používají vřelá voda a pára ze Země pro pohybování generátoru a na ten způsob nehoří fosilní paliva a výsledek toho je že neexistuji škodlivé emise plynu do atmosféry, vypouští se jenom vodní pára. Další výhoda je v tom že se takové elektrárny můžou použit v různých prostředí např. farma, citlivé pouštní území a lesní-rekreační území.

Začátky využívání teploty Země pro tvoření elektrický energie se spojuje s malým italským městem Landerello a rokem 1904. Toho roku tam začalo experimentování s tím tvarem výroby elektrický energie kde se pára používala pro pohybování malé turbíny která napájela pět žárovek ten experiment se považuje prvním použitím geotermální energie pro výrobu elektrický energie. Tam roku 1911 začali stavět první geotermální elektrárnu která je dokončena roku 1913 a síla byla 250 kW. To byla jediná geotermální elektrárna na světě asi půl století. Zásada práce je jednoduchá: chladná voda se vpumpuje do vřelých žulových hornin které se nachází blízko povrchu a ven vychází vřelá pára která je větší než 200 °C a pod velkým tlakem a ta pára pak pohybuje generátory. I když jsou všechna tovární zařízení v Landerello-u zničena v druhé světové válce, znovu jsou vystavená a používají se ještě i dnes. To tovární zařízení i dnes napájí kolem milion domácnostech, vlastně vyrábí asi 5000 GWh na rok, což je kolem 10% celkové světové výroby proudu z geotermálních pramenů. I když je geotermální energie obnovitelný zdroj energie tlak páry se v Landerello-u zmenšil o 30% od roku 1950.

Momentálně se používají tři základní druhy geotermálních elektráren:

Princip suché páry (Dry steam) – používá se jenom vřelá pára, typický nad 235 °C (445 °F). Ta pára se používá pro přímé pohybování turbín generátoru. Toto je nejjednodušší a nejstarší princip a ještě stále se používá proto že je to mnohem levnější způsob výroby elektrický energie z geotermálních pramenů. Zmíněná první geotermální elektrárna na světě v Landerello-u používala ten princip. Momentálně je největší elektrárna která používá „Dry steam“ princip v severní Kalifornii a jmenuj se The Geysers, a vyrábí elektrickou energii ještě od roku 1960. množství vyrobené elektrický energie z tohoto továrního zařízení je ještě stále dostatečná pro zásoby města velikosti San Francisco-a.
Flash princip (Flash steam) – používá se vřelá voda z geotermálních rezervoáru která je pod velkým tlakem a na teplotách větších než 182 °C (360 °F). Čerpáním vody z těch rezervoáru k elektrárně na povrchu se zmenšuje tlak a vřela voda se mění do páry a pohybuje turbíny. Voda která se nezměnila do páry se vrací zpět do rezervoáru aby se znovu použila. Většina moderních geotermálních elektráren používá tento způsob práce.
Binární princip (Binary cycle) – Voda která se používá u binárního principu je chladnější než voda která se používá u ostatních způsobech dostávání elektrický energie z geotermálních pramenů. U binárního principu vřelá voda se používá na zahříváni tekutiny která má významně nižší teplotu vření než voda, a ta tekutina se mění v páru při teplotě vřelé vody a pohybuje turbíny generátoru. Výhoda tohoto způsobu je větší účinnost postupu, a dostupnost nutných geotermálních rezervoáru je mnohem větší než u ostatních postupu. Další výhoda je úplná uzavřenost systému s ohledem na to že se použitá voda vrací zpět do rezervoáru a tak je ztráta tepla zmenšená, a ani se neztrácí hodně vody. Většina plánovaných nových geotermálních elektráren bude používat tento princip.

Princip který se bude používat u stavby nové elektrárny záleží na druhu geotermálního pramenu energie, vlastně na teplotě, hloubce a kvalitě vody a páry na tom území. V každém případě se kondenzovaná pára a pozůstatky geotermální tekutiny vracejí zpět do vrtů a na ten způsob se zvětšuje vytrvalost geotermálního pramenu.

Používání geotermální energie pro jiné cíle

Druhý zajímavý tvar využívání geotermální energie je topení. Největší geotermální systém který se používá na topení se nachází na Islandě vlastně v hlavním městě Reykjavik-u v kterém téměř všechny budovy používají geotermální energie , a dokonce se 89% islandských domácnostech ohřívá na ten způsob. I když je Island přesvědčivě největší vykořisťovatel geotermální energie na osobu obyvatelstva, není jediný ve využívání geotermální energie. Geotermální energie se hodně využívá i na území Nového Zélandu, Japonska, Itálie, Filipinů a některých částech Spojených Státech Amerických jako např. San Bernardino v Kalifornii a v hlavním městě Idaho-a Boise-u.

Jeden z pramenů vřelé vody na Islandě je výhodný pro využívání geotermální energie. Island je stát který nejvíce používá svoji přírodní polohu pro využívání geotermální energie.

Geotermální energie se používá i v hospodářství aby se zvětšila úroda. Voda z geotermálních rezervoáru se používá na zahřívání pro pěstování květin a zeleniny. V skleníku se nezahřívá jenom vzduch, ale také i půda na které rostou rostliny. Stoletími se to používá v střední Itálii, a Maďarsko momentálně uspokojuje 80% energetických potřeb skleníku s geotermální energii.

Tepelné pumpy jsou ještě jeden způsob používání geotermální energie. Tepelné pumpy spotřebovávají elektrickou energii pro cirkulaci geotermální tekutiny, a ta tekutina se později používá na topení, chlazení, vaření a přípravu teplé vody a na ten způsob se výjimečně zmenšuje potřeba pro elektrickou energii.

Existují ještě mnohé způsoby použití geotermální energie , ale není potřeba všechno podrobně vykládat. To jsou např. chov ryb, různé používání v průmyslu, balneologie – použití pro rekreaci a lázně apod.

Závěr

S ohledem na to že oceněné množství geotermální energie které by se mohlo využit je mnohem větší než celkové množství energetických zdrojů které mají základ ropu, uhlí a zemní plyn mělo by se geotermální energii přikládat větší význam. Obzvláště jestli se vezme v úvahu že je to levný, obnovitelný zdroj energie který je také ekologický přijatelný. S ohledem na to že geotermální energie není lehko dostupná mělo by se alespoň využit místa na kterých je ta energie dostupná (okraje tektonických desek) a na ten způsob alespoň trochu zmenšit spotřebu fosilních paliv a tak pomoci Zemi aby se uzdravila od škodlivých skleníkových plynů.

Energie vody

2008-10-31T12:36:00.000-07:00

Energie vody (hydroenergie) je nejvýznamnější obnovitelný zdroj energie, a také jediný který je ekonomický konkurenční fosilním palivům a nukleární energii. V posledních třicet lét výroba energie v hydroelektrárnách je ztrojnásobená, ale je účast hydroelektráren zvětšen jenom o 50% (z 2.2% na 3.3%). U nukleárních elektrárnách je v stejném období výroba zvětšena skoro stokrát, a účast osmdesátkrát. To je kvůli tomu že využívání hydroenergie má svá omezení. Nemůže se používat všude proto že závisí na množství rychlé tekoucí vodě a musí být dostatečně vody během celého roku proto že se elektrický proud nemůže levně uskladňovat. Kvůli oscilaci výšky vody stavějí se hráze a akumulační vodní nádrž. To značně působí na cenu celé elektrárny a i zvedá se hladina podzemních vod v okolí akumulace. Hladin podzemních vod má velký vliv na svět rostlin a zvířat, a podle toho hydroenergie není úplně neškodlivá pro okolí. Velký problém v akumulování vody je i ochrana od zemětřesení , a v poslední době i ochrana od teroristů. Oceňuje se že je exploatováno kolem 25% světového hydroenergetického potenciálu. Většina nevyužitelného potenciálu nachází se v nerozvinutých státech což je dobré proto že se v nich očekává značný růst spotřeby energie. Největší projekty, plánovány nebo se už začalo na nich pracovat, vztahuji se na Činu, Indii, Malesii, Vietnam, Brazílie, Peru... často je důležitější energie než péče o okolí, a i dimenze některých činu vnucuji dojem že tu není věc jenom v energii než i v prestiži.

Hydroelektrárna Itaipu. Aby se zmenšilo působení oscilace průtoku vody, na řekách se stavějí hráze. Kvůli tomu se mění biologický vzhled okolí.

Typy hydroelektráren

Existuji tři základní druhy hydroelektráren: průtokový, akumulační (Hydroelectric Dam) a reverzibilní (Pumped-storage Plants) hydroelektrárny. Podle definice průtokový hydroelektrárny jsou ty které nemají protiproudový akumulaci nebo se jejich akumulace může vyprázdnit za méně než 2 hodiny práce u deklarované síly. To znamená že se skoro přímo používá kinetická energie vody pro pohybování turbín. Takové hydroelektrárny je nejjednodušší udělat, ale je závislý na momentálních průtoku vody. Výhoda je že nepůsobí mnoho na okolí a nezvedá se hladina podzemních vod. Na obrázku vpravo můžeme vidět zásady akumulační hydroelektrárny (u hráze). Základní části takové elektrárny jsou akumulace, hráz, rozsah, gravitační přívod, vodní komora, zasunována komora, tlakový potrubí, strojovna a odvod vody. Existuji dva druhy akumulačních hydroelektráren: u hráze a derivativní. Ta u hráze se nachází zpod sami hráze, a derivační se nachází daleko zpod hráze a potrubími je spojena na akumulaci. Akumulační hydroelektrárny jsou nejčastěji tvar dostávání elektrické energie z energie vody. Problémy začínají v létě když se přírodní přitékaní vody zmenšuje a tedy je to příliš málo pro fungování elektrárny. V tom případě se hráz musí zavřít a nutné je udržet aspoň úroveň vody která je biologický minimum. Velký problém je i zvedání úrovní podzemních vod.

Existuji tři základní druhy hydroelektráren: průtokový, akumulační a reverzibilní. Na obrázku můžeme vidět zásady akumulační hydroelektrárny u hráze.

Spotřeba elektrické energie závisí na době dne, dne v týdnu, ročním období atd. Pondělkem je největší spotřeba, a velká spotřeba je i ostatními pracovními dny. Víkendem je obyčejně menší spotřeba elektrické energie. Aby bylo dostatečně vody když je největší spotřeba stavějí se reverzibilní hydroelektrárny. Tyto hydroelektrárny jsou podobné derivativním, ale průtok vody je v oba směry akumulačním kanálem. Když je spotřeba energie malá, voda se čerpá z dolního jezera do horní akumulace. To se obyčejně děla v noci proto že je tehdy spotřeba elektrický energie nejmenší. Za dne se vyrábí elektrická energie a prázdní se horní akumulace. To není energetický nejlepší řešení, ale je lepší než udělat ještě několika termoelektráren pro zásobování denních spotřebách.

Ropa

2008-10-09T11:45:00.000-07:00

Na obrázku může vidět vznik ropy a zemního plynu. Před 300 - 400 milionu lét na dnu oceánu se začaly usazovat zbytky rostlin a zvířat. S časem jich překryl stále větší vrstva písku a bláta který tvořil ohromný tlak a vysoké teploty. V těch příležitostech vznikly surová ropa a zemní plyn.

Ropa vznikla ze zbytků rostlin a zvířat které žili před mnoho milionu lét ve vodě. Na obrázku vpravo se může vidět vznik ropy a zemního plynu ve tři fázi. První fáze byla asi před 300 - 400 milionu lét. Tehdy se zbytky začaly usazovat na dno oceánu a s pak je překryl písek a bláto. Před 50 - 100 milionu lét ty zbytky už byly překrytý velkou vrstvou písku a bláta který tvořil ohromný tlak a vysoké teploty. V těch příležitostech vznikly surová ropa a zemní plyn. Dnes se vrtá skrz tlusté vrstvy písku, bláta a skálách aby se přišlo ke ropě. Dříve než začne vrtání skrz všechny vrstvy, vědci a inženýry zkoumají složení skálách. Jestli složení skály ukáže že je to možné ložisko ropy začíná vrtání. Velký problém během vrtání a transportu je možnost vytékání ropy do okolí. Nové technologie umožňují přesnost u nalezení ropy, a to rezultuje menším počtem nutných ropových vrtů. Od roku 1990 existuje zákon podle kterého každá nová tanková loď musí mít dvojité obložení aby se znemožnil výlev ropy do moře během havárie. Přes všechny zlepšení ve vrtání a transportu, ještě stále se stávají výlevy ropy do moře a to rezultuje téměř úplným ničením světa rostlin a zvířat v té části moře. Přestože je znečišťování moře vyléváním surové ropy nebezpečné, v porovnání se znečišťováním vzduchu používáním ropových derivátu se může zanedbat. Během spalování ropových derivátu osvobozuje se velké množství kysličníku uhličitého do atmosféry. Kysličník uhličitý je skleníkových plyn a jeho vypouštěním do atmosféry působíme na zvyšování teploty na Zemi. Kvůli tomu problému je domluven Kyoto protokol., ale ho ještě nepodepsaly největší znečišťovatelé.

Většina lidů považuje že se ropa nachází v nějakých podzemních bazénech, ale není tak. Ropa se nachází stlačena v drobných pórech mezi skalami pod velmi velkým tlakem (vpravo). Když se provrtá do hloubky kde se nacházejí póry s ropou, ty drobné kapky kvůli velkému tlaku nahrnou do vrtů. To se může porovnat s vypouštěním vzduchu z balónu. Když pustíme balón, vzduch který je v balónu pod tlakem, nahrne ven. Stejně tak i ropa pod tlakem nahrne ven skrz vrt. Kvůli tomu se dříve stávalo že se velké množství ropy rozlilo kolem vrtů. To se stalo kvůli nepřipravenosti. Na začátku přírodní tlak honí ropu ven a potom ropový kompanie čerpá ropu z vrtů. Ty dvě fázi exploatace se nazývají primární výroba. Potom ve vrtech zůstává ještě kolem 75% začáteční množství ropy. Kvůli tomu ropový kompanie zaplavuji naleziště ropy vodou. Skrz některý druhý vrt čerpají vodu a tím „vyplachuji“ jednu část zbývající ropy. Tím způsobem se dostalo ještě kolem 15% ropy. Na konci v nalezišti zůstane 60% ropy kterou ještě stále neumíme vyčerpat.

Výroba, spotřeba a zásoby ropy

	Stát	Spotřeba (milion barelu denně)
1.	Spojené Státy Americké	19.7
2.	Japonsko	5.4
3.	Čína	4.9
4.	Německo	2.71
5.	Brazílie	2.38
6.	Rusko	2.2
7.	Kanada	2.0
8.	Indie	2.0
9.	Francie	1.96
10.	Mexiko	1.93
11.	Italie	1.87
12.	Velká Británie	1.7
13.	Španělsko	1.5
14.	Saudská Arábie	1.36
15.	Indonésie	1.02

	Stát	Výroba (milion barelu denně)
1.	Saudská Arábie	8.68
2.	Rusko	7.69
3.	Spojené Státy Americké	7.69
4.	Mexiko	3.58
5.	Čína	3.38
6.	Irán	3.36
7.	Norsko	3.33
8.	Venezuela	2.94
9.	Kanada	2.88
10.	Velká Británie	2.46
11.	Spojené Arabské Emiráty	2.27
12.	Irák	2.03
13.	Nigerie	2.01
14.	Kuwait	1.87
15.	Alžír	1.66

	Stát	Zásoby (miliardy barelu)
1.	Saudská Arábie	264.2
2.	Spojené Arabské Emiráty	97.8
3.	Irán	89.7
4.	Rusko	48.6
5.	Libie	29.5
6.	Čína	24
7.	Spojené Státy Americké	22.4
8.	Katar	15.2
9.	Norsko	9.4
10.	Alžír	9.2
11.	Brazílie	8.4
12.	Oman	5.5
13.	Angola	5.4
14.	Indie	5.4
15.	Kazahstan	5.4

Na tabulkách můžeme vidět momentální situaci spotřeby, výroby a zásoby ropy.

Spojené Státy Americké vynikají ve spotřebě proto že se tradičně spoléhají na fosilní paliva. Ve výrobě vyniká Sadická Arábie, a další jsou Rusko a Spojené Státy Americké. Viditelné je že Spojené Státy Americké nevyrábí dostatečně pro své potřeby (jenom 39%) a proto jsou přinuceny na dovážení ropy. Hlavní vývozce ropy do Spojených Států Amerických jsou Mexiko a státy blízkého a středního východu. V státech středního a blízkého východu jsou i největší zásoby ropy. Tady vyniká Sadická Arábie, s 264.2 miliardy barelu zásob.ze všeho toho je jasné proč se Spojené Státy Americké zaplétají do politiky států blízkého a středního východu a pochopitelná je vojenská přítomnost Spojených Států Amerických v těch státech.

Aby zmenšily závislost na dovozu ropy, většina státu má takzvané strategické zásoby které zajišťují nezávislost na dovozu několika měsíců. Ty zásoby pomáhají i v náhlých zvyšování cen ropy pro amortizaci. Prezident Bush rozkázal ať se jejich nacionální zásoby naplní na plnou kapacitu od 700 milionu barelu do roku 2005.

Státy vývozce ropy formovaly organizaci států vývozce ropy (OPEC - Organization of the Petroleum Exporting Countries) a ta organizace kontroluje cenu a kvantitu ropy která se vyrábí. Členské státy jsou:: Alžír, Indonésie,Írán, Irák, Kuwait, Libye, Nigerie, Katar, Saudská Arábie, Spojené Arabské Emiráty a Venezuela. S ohledem na to že je vyvoz ropy nejvýznamnější část hospodářství těch států scházejí se minimálně dvakrát ročně aby určily optimální kvantitu výroby. 11 členek OPEC-u vyrábí kolem 40% celkové výroby ropy, a v zásobách je tři čtvrtiny celkových zásob ve světě.

Bioenergie

2008-10-09T11:28:00.000-07:00

Biomasa je obnovitelný zdroj energie, a obsahuje četné produkty z světa rostlin a zvířat. Může se přímo měnit do energie spalováním a tak vyrobit vodní páru pro topení v průmyslu a domácnostech a dostat elektrickou energii v malých termoelektrárnách. Fermentace do alkoholu je prozatím nejrozvinutější metoda chemické konverze biomasy. Bioplyn který vznikl fermentaci bez přítomností kyslíku obsahuje metan a uhlík a může se používat jako palivo, a ostatní současné způsoby využívání energie biomasy zapojuji i pyrolizi, rozplývání a dostávání vodíku. Hlavní výhoda biomasy poměrně na fosilní paliva je menší emise škodlivých a odpadových vod. Dodatečné výhody jsou zaopatřování a využívání odpadu a zbytku ze zemědělství, lesnictví dřevařského průmyslu, zmenšení dovozu energentu, investování v zemědělství a nerozvinutých krajů a zvětšení bezpečnosti zásobování energie. Předpokládá se že do středu století účast biomasy ve spotřebě energie ve světě bude mezi 30% až 40%. Švédsko např. 1998 dostalo z biomasy 18% energie, a Finsko 10%. Podle dokumentu, EU předpokládá že výroba energie z biomasy poměrně na ostatní obnovitelné zdroje energie roku 2010 bude 73%. Ukrajinsko má instalované kapacity od 320 MW pro dostávání proudu právě používáním biomasy.

Energie ze dřeva

V EU 58% primární energie vzniklé z obnovitelných zdrojů energie pochází od dřeva. Tady má velký podíl tradiční využívání lesů. Ve Francii se vyrábí nejvíce energie ze dřeva. To bylo v roce 2000 9.8 Mtoe energie vzniklé tím způsobem. Švédsko (8.3 Mtoe) a Finsko (7.5 Mtoe) také významně využívají energii ze dřeva. I když je tepelné spotřeba (topení v domech a zahřívání vody) hlavní způsob výroby energie, část energie dřeva se mění i do elektrické energie. V roce 1999 v EU tím způsobem bylo vyrobeno 17.3 TWh elektrické energie. Plán je aby se 2010 vyrobilo 100 Mtoe energie ze dřeva a momentální trend ukazuje že bude realizováno 62 Mtoe. Nejdůležitější je změna do elektrické energie.

Wood energy biomass.

Bioplyn

Mezi roky 1990 a 2000 kontinuálně se zvětšil počet elektráren na bioplyn. Dnes je kolem 3000 elektráren v Evropě a k tomu ještě i 450 depu smetí které valorizuji bioplyn.roční výroba je kolem 2304 ktoe, a to je kolem 5% celkové vyrobené energie z biomasy v Evropě. Velká Británie je vůdce ve výrobě energie z bioplynu s 897 ktoe nebo 39% evropské výroby. Tu energii dostávají z více než 400 továrních zařízení. Německo je na druhém místě s 525 ktoe v roce 2000. největší pokrok v Německu vyplývá z bioplynu který vznikl z agrikultury. V roce 2000 je vystavěno ještě 400 takových zařízení a je jich teď 1050. na třetím místě je Francie s 167 ktoe roční výroby. Cíl EU je 15 Mtoe vyrobené bioplynem. Aby se jim to podařilo je potřebný roční růst od alespoň 30%.

Biopaliva

Biopaliva se skládají z dva sektory: etanol a biodiesel paliva. Etanol se používá jako dodatek pro benzinoví motory, a biodiesel jako dodatek pro dieselový motory. Některé motory dovolují používání čistého etanolu nebo biodieselu, ale je to omezeno státními regulativy. Kvantita vyrobeného etanolu se zvětšila ročně ze 47.500 tun 1993 na 191.000 tun roku 2000. hlavní výrobce tohoto paliva je Francie s 91.000 tun vyrobených 2000. Španělsko je na druhém místě s 80.000 tun. Příští je Švédsko s 20.000 tun. Výroba biodieselu zvětšila se ještě více. Z 55.000 tun 1992 vyrostla na 700.000 tun ve 2000. I v této oblasti je Francie vůdce s 47% nebo 328.000 tun. Německo je na druhém místě s 246.000 tun. U EU ještě jenom tři státy vyrábějí biodieselová paliva: Itálie (78.000 tun), Rakousko (27.600 tun) i Belgie (20.000 tun). Plán EU je aby se roku 2010 vyrobilo 17 milionu tun biopaliva. Podle momentálních údajů plán nebude realizován proto že se výroby jenom 11.7 milionu tun biopaliva.

Uhlí

2008-09-28T04:30:00.000-07:00

Uhlí vzniklo ze dávných rostlin. Před 300 milionu lét, znamená i před dinosaurusi, ohromné rostliny se usazovaly v močálech. Milion lét se usazovalo bláto přes ty pozůstatky které pak tvořilo velkou teplotu a tlak a to jsou ideální podmínky pro vznik uhlí. Dnes se uhlí většinou nachází zpod vrstvy skálách a bláta, a aby se přišlo k němu prorážejí se důle. Dvě nejdůležitější spotřeby uhlí jsou výroba ocele a elektrický energie. Uhlí dává kolem 23% celkové primární energie ve světě. 38% generirované elektrický energie je dostána z uhlí. Pro kolem 70% výroby ocele ve světě je potřebný uhlí jako základní součást.

Ze všech fosilních paliv uhlí je nejvíce, a používalo se ještě za starých časů. Archeologové našli důkaz že ještě staří Římané v Anglii používali uhlí v druhém a třetím století. V Severní Americe Indiánové ve 14. století používali uhlí pro vaření, topení a vypracovávání keramiky. V 18. století Angličané pochopili že se uhlí spaluje čistěji a na větší teplotě než dřevěné uhlí. Průmyslová revoluce byla první opravdový podněcovatel spotřeby uhlí. James Watt vynalezl motor na páru (parní stroj) který umožnil aby stroje dělaly práci kterou dříve dělali lidé nebo zvířata. James Watt používal uhlí pro výrobu páry která pohání motor. Během 19. století lodě a vlaky byly základní prostředky pro transport a používaly parní stroj jako pohon. V těch parních strojích se používalo uhlí pro výrobu páry. Roku 1880 uhlí bylo poprvé použité pro výrobu elektrický energie.

Ekologie a způsoby pročišťování uhlí

Z ekologického aspektu uhlí je nejnebezpečnější zdroj energie. Uhlí se, jako i všechny ostatní fosilní zdroje energie, největší části skládá z uhlíku a vodíku. Uvnitř uhlí jsou zajatý i některé nečistoty, jako například, síra a dusík. Když se uhlí spaluje ty nečistoty se propouštějí do atmosféry. V atmosféře se ty částice spojují s párou (například v mracích) a formují kapky které padají na zem jako slabé sírové a dusičné kyseliny- kyselé deště. Uvnitř uhlí jsou ještě i drobné částky minerálu. Ty částečky nehoří a tvoří popel který zůstává po spalování. Jedná část těch částic je zachycená do víru plynů a spolu s párou formuje kouř který pochází z elektráren na uhlí. Některé částečky jsou tolik malé že kdyby je seřadily asi třicet, řada by byla dlouhá sotva jako šířka lidského vlasu. Uhlí je největší částí skládané z uhlíku. Když uhlí hoří, uhlík se mícha s kyslíkem ze vzduchu a na ten způsob formuje kysličník uhličitý. Kysličník uhličitý je plyn bez barvy a vůně, a v atmosféře je jeden ze skleníkových plynů. Většina vědců věří že je globální zvyšování teploty způsobeno právě propouštěním kysličníku uhličitého do atmosféry.

Podle všeho toho se zdá že je uhlí velmi špinavý zdroj energie. Dříve byl špinavý, ale v posledních 20 lét vědci pochopili jak zastavit velký počet nečistot dříve než uprchnou do atmosféry. Dnes existuji technologie které můžou vyčistit 99% drobných částečkách a odstranit 95% nečistot které způsobují kyselé deště. Také existují technologie které zmenšují emisi kysličníku uhličitého do atmosféry úspěšnějším spalováním uhlí. Většinu těch technologii financovaly vlády Spojených Státech Amerických a Kanady kvůli velkých problémech s kyselými deštmi.

Nejčistější použití uhlí pro dostávání energie je změna do plynu. Uvnitř velké kovové nádoby uhlí se zahřeje a poleje vodou. Na ten způsob se dostane směs kysličníku uhelnatého a vodíku a to je plyn. Tím postupem se z uhlí odstraňuje většina nečistot a během spalování nepřichází k znečisťováno okolí.

Jedna z nejčistějších elektráren na uhlí je Tampa Electric's Polk Power Station na Floridě, a dělá na plyn který se dostává z uhlí.

Jako příklad pročisťování uhlí můžeme vzít eliminaci síry. Kvantita síry v uhlí závisí na nalezišti. V některých nalezištích má kolem 10% síry v uhlí a jsou i naleziště s méně než 1% síry. Jedna z metoda pro pročisťování uhlí je drobení a jednoduché vyplachování. Tím způsobem se nemůže úplně odstranit síra proto že je jedna část atomu síry spojený s uhlíkem. Ta část by se mohla odstranit,ale je to prozatím příliš drahé. Kvůli tomu ve všech moderních elektrárnách na uhlí existuji zařízení které odstraňuji síru z plynu po spalování, a dříve než uprchnou do atmosféry. Přes všechny způsoby pročisťování, jedna část nečistot uprchne do atmosféry a ničí přírodu.

Výroba, spotřeba a zásoby uhlí

V poslední době se nic nemění v spotřebě uhlí. To je i pochopitelné proto že technologie pro využití dosáhlí zralostí a více neexistuje možnost pokroku. Předpokládá se že bude uhlí ještě pro kolem 200 lét jestli se bude využívat dnešním tempem. To znamená že v bližší budoucnosti nebudou problémy se zásobováním uhlí, ale by mohly být problémy kvůli ekonomických a ekologických aspektech využívání té energie.

Výroba a spotřeba uhlí po státech. Čína se tradičně spoléhá na uhlí a Spojené Státy Americké jsou také na čele kvůli velké spotřebě všech fosilních paliv a také i uhlí.

Geografický, Jižní Amerika je kontinent s nejméně zásob uhlí- jenom 2.2% světových zásob. Afrika má také málo zásob – jenom 6%, a z těch 6% Jižní Afrika má 90% zásob. Severní Amerika a Asie mají každá 25% celkových zásob uhlí. Evropa společně s Ruskem má 35% konfirmovaných zásob uhlí. Zásoby v Evropě jsou dominantně podělené na Německo (21%) a Rusko (50%).

Největší pokrok ve výrobě a spotřebě uhlí se stal v Číně koncem 20. století. V roce 1997 Čína vyrobila 1268 milionu tun uhlí. V 1999 se to trochu zmenšilo na 1000 milionu tun, ale přes to Čína je ještě stále vedoucí stát ve výrobě a spotřebě uhlí. Pokles výroby je způsoben rekonstrukci Čínského průmyslu pro výrobu uhlí. Spojené Státy Americké zvětšily výrobu na 975 milionu tun, ale je stále méně uhlí pro vyvážení. Nedostatek vlastní výroby Spojené Státy Americké nahrazují bilaterální smlouvou s Kanadou. Spojené Státy Americké dovážejí i uhlí z Kolumbie kvůli levnému transportu na pobřeží.

Sluneční energie

2008-09-26T12:59:00.000-07:00

Slunce je nejbližší hvězda a je, přímo nebo nepřímo, zdroj téměř všechny použitelné energie na Zemí. Sluneční energie pochází od nukleárních reakcích v jeho středisku kde teplota dosahuje až 15 milionu ºC. Děla se o fůzi, u které spojováním atomu vodíku vzniká helium, při osvobození velkého množství energie. Tímto způsobem, každé vteřiny, přechází do heliumu kolem 600 milionu tón vodíku, při čem se hmota od 4 milionu tun vodíku změní do energie. Tato energie se, ve tvaru světla a tepla, šíři ve vesmíru a tak jedna její část přichází i do Země.

Na mapě která ukazuje insolační nivó je viditelné že Evropa není na vhodném území pro exploataci, ale přes to v Evropě je přímá exploatace sluneční energie velmi rozšířena.

Nukleární fůze se odvíjí na Slunci už kolem 5 milionu lét(považuje se že je tolik staré), a podle použitelných zásob vodíku může se vypočítat že bude pokračovat v tom ještě příštích 5 miliard lét. Přestože je sluneční energie původce většiny zdrojů energie v této kapitole se koncentrujeme na přímé využívání sluneční energie. Ve optimálních podmínkách, na povrchu Země se může 1 kW/m², a skuteční hodnota záleží na lokaci, ročním období, době dne, počasí atd. Na mapě, která ukazuje insolační nivó je viditelné že Evropa není na vhodném území pro exploataci, ale přes to je v Evropě přímé využívání sluneční energie velmi rozšířené. Většinou je to výsledek politiky jednotlivých státu které subvencuji instalování prvků pro změnu sluneční energii do využitelného tvaru energie. Základní problémy využívání jsou malá hustota energetického průběhu, velká oscilace intenzity ozařování a velké výdeje.

Základní zásady přímého využívání sluneční energie jsou:

solární kolektor – připravování horké vody a zahřívání místnostech
fotovoltaické panele – přímá změna sluneční energie do elektrické energie
usměrňování sluneční energie – použití ve velkých energetických továrních zařízení

Solární kolektory (Solar Collectors, Solar Thermal Heat)

Solární kolektory mění sluneční energii do tepelné energie vody (nebo některé jiné tekutiny). Systémy pro zahřívání vody můžou být nebo otevřené ve kterých voda kterou zahříváme přechází přímo skrz kolektor na střeše, nebo zavřené, ve kterých jsou kolektory vyplněny tekutinou která nemrzne(např. anti-freeze). Zavřené systémy se můžou používat kdekoli, dokonce při teplotách spod nuly. Během dne, jestli je hezké počasí, voda může být zahřívaná jenom v kolektorech. Jestli počasí není hezké, kolektory pomáhají v zahřívání vody a tím zmenšují spotřebu proudu. Solární kolektory jsou velmi užitečné i v zahřívání bazénu. V tom případě teplota vody je nízká a jednoduší je zachovat teplotu pomoci otevřených systému. Tím způsobem se zachovává teplota bazénu několika týdnu déle než bez systému hřání vody. Existuji i kolektory které přímo zahřívají vzduch. Ty způsoby přenášejí velkou část energie na vzduch. Ten vzduch se později vrací do zahřívané místnosti a způsobem zachovává teplotu v místnosti. Kombinaci zahřívání vzduchu a zahřívání vody může se docílit velmi velká úspora.

Solární kolektory se nejčastěji montuji na střechy domů. Velmi jsou výhodné pro zahřívání vody za slunečného počasí. Když je špatné počasí můžou se používat v kombinaci s elektrickým ohřívačem vody.

V EU se značně zvětšuje množství montovaných systému pro zahřívání vody a místnostech. V roce 2000 poprvé překročili mez od milion m² nově instalovaných slunečních kolektoru (instalováno je 1046140 m² slunečních kolektoru). Německo a Rakousko jsou vůdce ve využívání sluneční energie pro zahřívání. Německá kompanie pro promoci tepelní sluneční energie "Solar Na Klar", ukazuje velkou úspěšnost. V roce 2001 je instalováno 900 000 m², a v 2000 615 000 m² (+46.3%). S ohledem na celou Evropu, v Německu je roku 2000 instalováno více než 60% systému. Plán EU je instalovat 100 milionu m² do roku 2010. Podle momentálních výsledku můžeme předpokládat že bude instalováno přece kolem 80 milionu m² do 2010.

Fotovoltaické panele (Photovoltaic)

Fotovoltaické panele jsou polovodiční prvky které přímo mění energii slunečního záření do elektrické energie. Účinnost je od 10% pro levnější provedení s amorfním siliciumem, až 25% pro dražší provedení. Prozatím jsou ještě stále ekonomický nerentabilní proto že je jejich cena kolem 6000 $/kW. Na obrázku vpravo můžeme vidět způsob výroby fotovoltaických panelů. Fotovoltaické panele se můžou používat jako samostatní zdroje energie nebo jako sekundární zdroj energie. Jako samostatní zdroj se používá např. na satelitech, dopravních značkách, kalkulačkách a vzdálených objektech které vyžaduji dlouhotrvající zdroj energie. Ve vesmíru je i síla slunečního záření mnohem větší proto že Zemní atmosféra absorbuje velkou část záření a energie která vznikla je větší. Jako sekundární zdroje energie fotovoltaické panele se můžou, např. spojit na elektrickou síť, ale je to prozatím ještě nesplatitelné.

Fotoelektrický jev začal pozorovat Henri Becquerel roku 1839 a začátkem 20. století byl předmětem mnoho zkoumání. Jediná Nobelova cena kterou dostal Albert Einstein byla pro zkoumání solární energie. Roku 1954 Bell Labs v Spojených Státech Amerických publikovali první fotovoltaický článek který generoval použitelnou kvantitu elektrický energie, a do roku 1958 začalo vmontování v komerční aplikace (zvlášť pro vesmírný program).

V EU se momentálně zvětšuji instalované síly fotovoltaických panelech o 40% ročně. To se zdá jako velké zvětšení , ale je to vlastně malý počet a zvětšení o 40% nepůsobí zvlášť na celkové zastoupení takových zdrojů energie. V roce 2000 v EU bylo instalováno 183.5 MWp, a to je 43.6% zvětšení vztahem na rok 1999. I v tomhle je Německo s 113.8 MWp (z toho 100 MWp spojených na elektrickou síť) vedoucí stát v Evropě. To je kvůli Německému zákonu o obnovitelných zdrojech energie. Podle toho zákona odkupní cena energie z fotovoltaických panelech je 0.5 € pro kWh pro prvních 350 MWp. Plán Evropské Unie je instalování 3000 MWp do roku 2010, ale podle momentálních výsledku je viditelné že bude instalováno 1780 MWp.

Usměrňování sluneční energie (Concentrating Solar Power)

Usměrňování sluneční energie používá se pro pohon velkých generátoru nebo tepelných pohonu. Usměrňování docilujeme pomoci mnoho čoček nebo častěji pomoci zrcadel složených do talíře nebo konfiguraci věze.

Na obrázku jsou konfigurace typu "Power Tower" a "Dish". "Power tower" konfigurace používají počítačem kontrolované pole zrcadel pro usměrňování slunečného záření ke ústřední věze která pak pohání hlavní generátor. Prozatím jsou udělané systémy pro demonstraci které mají výchozí sílu větší než 10 MW. Ty nové systémy mají možnost aby pracovaly i v noci a také po špatném počasí, na ten způsob že uschovávají horkou tekutinu do zásobníku (nějaký druh termoláhev). "Dish" systémy sleduji pohybování Slunce a tím způsobem usměrňuji sluneční záření. Existuje ještě i "Trough" systém usměrňování slunečního záření, který může být velmi úspěšný. Takové elektrárny můžou mít velkou sílu: v Kalifornii je instalována elektrárna síly 354 MW. Když není dostatečná sluneční energie, systémy které usměrňuji sluneční záření můžou se normálně transformovat na přírodní plyn nebo některý jiný zdroj energie. To je možné proto že Slunce používáme pro zahřívání tekutiny a když není slunce zahříváme tekutinu některým ji způsobem. Problém u usměrňování je velké území pro elektrárnu, ale se proto elektrárny můžou vystavět, například, v pouštích. V pouštích je beztak síla slunečního záření největší. Velký problém je i cena zrcadel a systému pro usměrňování.

Popis atomu

2008-09-13T13:02:00.000-07:00

Atom je základní jednotka hmoty a zároveň je i nejmenší jednotka hmoty která má charakteristické vlastnosti chemického prvku. Atom má tři základní součásti: proton, neutron a elektron. Protony jsou pozitivně nabité částky které jsou umístěné v jádru spolu s neutrony které jsou částky stejné velikostí jako i protony, ale nemají elektrický náboj. Protony a neutrony se dohromady jmenují nukleony. Kolem atomového jádra cirkulují negativně nabité elektrony které tvoří elektronový plášť. V normálních poměrech atom má stejný počet protonu a elektronu.hmota elektronu je přibližně 1836 menší než hmota protonu, vlastně neutronu a proto se často zanedbává u rozpočtu.

Všechny atomy, bez ohledu na počet protonu a elektronu, mají přibližně stejný průměr a to je asi 10^-10 metrů. Jádra atomu mají průměr mezi 1 – 10 x 10^-15 metrů. Z těch čísel je viditelné že je atom vlastně prázdný prostor.

Atom. Základní částí atomu jsou protony, neutrony a elektrony.

Mezi všemi elektrický nabitými částky působí Coulombová (elektrostatická) síla. Jméno dostala podle francouzského fyzika Charlese Augustinu Coulombu (1736 – 1806), který první dokázal že se náboje přitahují vlastně odrážejí sílou která je proporcionální jejich velikosti a opačně proporcionální kvadrátu vzdáleností mezi čími. (F=k*q₁*q₂/r², kde jsou q₁ i q₂ náboje, r je vzdálenost, a k je konstanta která je ve vakuumu jeden). Podle Coulombu je také pojmenována i jednotka elektrického náboje kterém je označení C, a definuje se jako kvantita náboje která projde skrz průřez průvodce v jedné vteřině při konstantním proudu od 1 ampéru (C = As).

Coulombová síla je hlavní síla v mezi působení jádra atomu a elektronického pláště. Každý elektron je negativně nabitý nábojem od 1.6 * 10^-19 C, a každý proton má pozitivní náboj od stejných 1.6 * 10^-19 C, a tak se jádro atomu a elektronický plášť přitahují podle Coulombového zákona. Atom ve svém eklektický stabilním stavu má stejný počet protonu a elektronu. Když přijme nebo ztratí elektron stává se elektrický nabitý a v tom stavu se nazývá ion. Atom který má více protonu než elektronu je pozitivně nabitý a nazývá se kation (označuje se např. jako Na+). Anion je atom který má více elektronu než protonu a je kvůli tomu negativně nabitý (Cl-).

Elektrony v atomu můžou mít jenom určité energetické stavy, popisuje je skupina kvantních čísel které určují vzdálenost elektronu od jádra atomu, intenzitou a směrem rotace, a také směrem rotace elektronu kolem vlastní osy (spin). Změnou energetického stavu elektronu vzniká nebo se absorbuje světlo určité barvy elektrony jsou v atomu umístěny v sedm slupkách kolem jádra, a maximální počet elektronu v každý slupce je omezený na 2n²,kde je n řadová číslovka slupky. Vnější slupka není vždy vyplněna: natrium má dva elektrony v první slupce, osm v druhé a jenom jeden elektron v třetí. Kvůli Heisenbergové zásadě neurčitostí není možné současně určit pozici a rychlost elektronu a proto se elektronový plášť může popsat jenom statistický. Podle toho oběžné dráhy elektronu jsou jenom pravděpodobně dělení takového nahodilého pohybování.

Při popisování jádra atomu důležité jsou tři ze čtyř základních sil ve vesmíru: silná nukleární síla, slabá nukleární síla a Coulombová síla (gravitace se může zanedbat). Silná nukleární síla je síla která působí mezi dva nukleony a ta síla drží jádro dohromady přes odpudivou sílu pozitivně nabitých elektronu. Slabá nukleární síla podepírá některé druhy radioaktivity a interakci mezi částkami v atomu. Nukleární síly dostaly název podle toho že působí na úrovní atomového jádra (nukleus), vlastně dosah těch sil je velmi malý. Na velmi malých vzdálenostech silná nukleární síla je větší než Coulombová síla, ale na vzdálenostech větších než 2.5 fm Coulombová síla získává převahu. Kvůli tomu efektu silná nukleární síla drží jádro atomu dohromady, a Coulombová síla drží elektrony na draze kolem jádra atomu.

Dva nejdůležitější čísla která popisuji atom jsou atomové číslo a relativní atomová hmota. Atomové číslo nebo protonové číslo je počet protonu v jádře atomu a označujeme ho písmenem Z. řadové číslo prvků v periodickém systému prvků je atomové číslo. Atomové číslo se označuje jako levý subskript (₂He). Relativní atomová hmota prvků je vztah průměrné hmoty atomu prvků a 1/12 hmoty atomu nuklidu ¹²C, který podle definici má atomovou tíhu 12. Označuje se jako levý subskript (¹²C), a označení je písmeno A. Počet neutronu v jádře atomu se označuje písmenem N a nazývá se ještě neutronové číslo atomu. Jestli se relativní atomová hmota zakrouží na celé číslo je to tedy součet protonu a neutronu v jádře atomu,vlastně A = Z + N.

Atomy které mají stejný počet protonu (atomová číslo), a různý počet neutronu (znamená různou relativní atomovou hmotu)nazývají se izotopy . izotopy stejného prvků mají stejné chemické, ale různé fyzické vlastnosti. V periodickém systému prvků se pro relativní atomovou hmotu bere nejstabilnější izotop prvků.

Efekt skleníku

2008-09-09T12:49:00.001-07:00

Na obrazu vpravo je ukázán efekt skleníku. Část reflektovaného slunečného ozařování se absorbuje v skleníkových plynech (CO₂, N₂O, CH₄, HFC, PFC, SF₆) i ten efekt zajišťuje aby teplota na Zemí byla taková jaká je. Kdyby nebylo efektu skleníku teplota by na Zemí byla nižší o 30 ºC. S ohledem na to že se koncentrace kysličníku uhličitého zvětšila během posledního století, efekt skleníku je výraznější. Důsledek toho je globální zvyšování průměrné teploty. Následky globálního oteplení jsou taní polárních ledovců, zvedání hladiny moře, působení na zemědělství a podobně. Hlavní zdroje CO₂ jsou spalování dříví a biomasy, deforestace a spalování fosilních paliv. Aby se zmenšila emise CO₂ do atmosféry roků 1997 je domluven Kyoto protokol. Tím protokolem, státy které podepsaly, museli spoluúčinkovat ve zmenšování emise CO₂ do atmosféry. Každý stát měl za úkol zmenšit procento emise CO₂, a vztahuje se na zmenšení do roku 2012 poměrně na rok 1990. Plánováno je průměrné zmenšení o 5.2% do roku 2012. Prozatím 97 státu ratifikovalo Kyoto protokol, které spolupůsobí jenom 37% celkového plynovaného zmenšení emise. Hlavní problémy u Kyoto protokolu jsou: že ho vůbec nepodepsali některé státy (USA) a velké výdaje kdyby se nahradily „špinavý“ zdroje „čistými“ zdrojemi energie. Pod „špinavými“ zdrojemi rozumíme spalování biomasy a fosilních paliv, a „čisté“ zdroje jsou nukleární elektrárny a obnovitelné zdroje energie bez biomasy.

Efekt skleníku.

Úvod do zdroje energie

2008-09-09T12:43:00.001-07:00

Život na Zemí vznikl a zachoval se miliony lét kvůli výhodným klimatickým podmínkám. Na podnebí se může dívat jako na obnovitelný resurs kterému je energetická komponenta energie slunce, a materiální komponenta jsou oceány jako rezervoár pro vodu. Energie slunce pobízí cirkulaci vody na Zemí, a tím umožňuje život. Tam kde není voda není ani kvalitativní život např. v pouštích . klimatické změny na Zemí dosáhlí takovou úroveň že se už může mluvit o klimatické krize. Vize východu z té krizi je jasná, a to je návrat na méně škodlivé zdroje energie. Mezitím, lobby které jsou pro další používání fosilních paliv a nukleární energii jsou příliš silný na trhu energie a momentálně nemají v úmyslu zpomalit spotřebu „špinavých“ zdrojů energie. Takový přístup by mohl v budoucností významně změnit podnebí, a tím by život klimatický citlivých rostlin a zvířat byl ohrožený. S ohledem na to že všechny druhy žijí v přírodní rovnováze to by působilo na celý biologický systém Země. Aby se tomu vyhnulo , některé státy začaly pobízet plány šetrností energie a přestoupení na „čisté“ zdroje energie. Prozatím nebylo velkého pokroku v tom proto že kvantita energie která vznikla tím způsobem hodně menší než energie kterou jsme dostali z fosilních paliv a nukleárních elektráren.

Na obrázku můžeme vidět spotřebu energie ve světě od roku 1900 do 1997. Můžeme vidět že se v první polovině 20. století spotřeba energie zdvojnásobila, a v druhé polovině začalo významné zvětšení spotřeby energie. Úhrnem se spotřeba energie zvětšila desetkrát v druhé polovině století. Hlavní zdroje energie v 20. století jsou neobnovitelné zdroje energie. To jsou: uhlí, ropa, přírodní plyn, nukleární energie. Uhlí, ropa a přírodní plyn se nazývají ještě i fosilní paliva. Dva základní problémy u neobnovitelných zdrojů energie je že jsou v omezeném množství a znečisťuji okolí. Spalování fosilních paliv osvobozuje se velké množství CO2 který je skleníkový plyn. Pravděpodobně kvůli tomu přišlo k globálnímu zvyšování teploty na Zemí. Nukleární paliva nejsou nebezpečná pro atmosféru, ale hmota která vzniká u nukleární reakce zůstává radioaktivní ještě mnoha léty a musí být uskladňována v oddělených místnostech. U obnovitelných zdrojů energie nejsou takové problémy. Nejvýznamnější obnovitelné zdroju energie jsou: energie větru, energie Slunce, bioenergie, energie vody.

Obnovitelné zdroju energie neznečisťují okolí v takové míře jako neobnovitelné, ale nejsou ani úplně čisté. To se hlavně vztahuje na energii která vznikla z biomasy která jako i fosilní paliva při spalování vypouští CO2. hlavní problémy, kromě energie vody, u obnovitelných zdrojů jsou cena a malé množství vzniklé energie. Potenciály obnovitelných zdrojů energie jsou ohromné, ale momentální technologický rozvoj nedovoluje nám spoléhání jenom na ně.

Momentální vztah zdrojů energie

Hlavní zdroje energie pro okamžité potřeby lidstva jsou fosilní paliva která dávají 85-90% energie. Ropa je nejdůležitější (35%) a uhlí a přírodní plyn jsou přibližně zastoupeny. Přibližně 8% energie se dostává z nukleárních elektráren, a jenom 3.3% energie se dostává z obnovitelných zdrojů. Ohromná většina energie která se dostává z obnovitelných regursu vztahuje se na energii vody. Ostatní obnovitelné zdroje jsou momentálně energetický méně důležitý. S ohledem na to že se v budoucnosti budeme muset obstarat o všechny naše energetické potřeby z obnovitelných zdrojů energie, budeme muset vymyslet nějaký způsob jak přetvořit obnovitelné resursi do užitečné energie. Hlavní problémy v tom jsou drahá a dlouhotrvající zkoumání, a většina se může použit jenom na výrobu elektrický energie. Cenu zkoumaní zvětšuje i různorodost obnovitelných zdrojů energie.

Černobyl - Závěr

2008-09-06T04:57:00.000-07:00

Černobylská jaderná havárie je největší jaderná havárie v lidské historii. Havárie upozornila svět na potenciální nebezpečí jaderné energie. Táto jaderná katastrofa ukázala jak vlastně drahé můžou být lidské chyby během práce s jaderními reaktory a přinutila vlády států které mají jaderné elektrárny aby hledaly nové a bezpečnější druhy jaderních reaktoru a aby zvětšily bezpečnostní opatření v jaderných elektrárnách. O tom zda li do havárie došlo kvůli nezkušeností pracovníků a operátorů nebo kvůli reaktoru se ještě stále vedou spory, i když pravděpodobně oba důvody způsobily jadernou havárii. 29 lidů zemřelo na nemoc z ozáření hned po výbuchu, a OSN předpokládá že jich od následku kontaminace okolí zemře ještě několika tisíc.

S ohledem na to že se stále více zvětšuje potřeba pro energii, zvětšuje se potřeba pro tento druh energie která na rozdíl od tradičních neobnovitelných zdrojů energie skoro vůbec nevypouští nebezpečné skleníkové plyny, a nové jaderné elektrárny jsou mnohem bezpečnější a spolehlivější a ještě důležitější také jsou ekologický přijatelné. Ale z tohoto příkladu bylo vidět že jsou chyby velmi drahý a proto je nutná největší možná opatrnost, musí se zvětšit bezpečnostní opatření, pracovníci musí být kvalifikování a velmi zkušení a jaderní reaktor musí být velmi kvalitně navržený. Jenom se takto bude moct zabránit nové katastrofě a zlepšit bezpečnostní princip práce jaderných elektráren které uspokojují 16 % celkových energetických potřeb. Na Černobylském příkladu se hodně toho mohlo naučit, a lidé naučili že jaderné elektrárny nejsou skoro vůbec nebezpečné jestli se dodržují bezpečnostních opatření. Problém je odkládání jaderného odpadů, zvlášť v chudých státech a také jsou nebezpeční teroristé kteří by mohli využit jaderní technologii. Na tom už pracuji mezinárodní organizace a vlády států které používají tento druh energie, ale, samozřejmě, risk vždy existuje.

Černobylská havárie:
    Černobylská havárie
    Havárie a následky havárie
    Možné důvody havárie
    Černobyl dnes
    Černobyl - Závěr
    Energie a ekologie

Černobyl dnes

2008-09-06T04:55:00.000-07:00

Před výbuchem bylo plánováno vystavět ještě dva reaktory, ale po havárii jaderného reaktoru číslo čtyři byly přerušené další práce na nedokončených reaktorech číslo pět a šest, a reaktor číslo čtyři byl zavřený a kolem něho rychle vztyčili 200 metrů betonu. Ukrajina ponechala kvůli nedostatku elektřiny v zemi tři zbývající reaktory v provozu. Ale dnes jsou všechny odstaveny, reaktor číslo dva po požáru v roce 1991, reaktor číslo jeden byl odstaven v roce 1996, a reaktor číslo tři v roce 2000 když ukrajinský prezident Leonid Kutchma během slavnostního zakončení provozu odstavil celou elektrárnu.

Černobyl dnes. Uprostřed obrázku je betonový sarkofág který obklopuje fatální reaktor číslo čtyři.

Ale betonový sarkofág (ve veřejnosti se takto nazývá ochranná vrstva betonu kterým byl zapečetěn reaktor číslo čtyři aby se zastavilo ozařování) byl dělaný rychle aby se co nejdříve zastavila radiace, rychle stárne a proto nedokáže trvalé účinně uzavřít reaktor. Podle některých ocenění je dostatečné malé zemětřesení aby se zhroutila střech sarkofágu a to by znamenalo nový radioaktivní mrak. Velký problém je také že do sarkofágu prosakuje voda a šíři radioaktivní materiály po celé zničené budově. Problém je také prach proto že se mnohé radioaktivní látky podobné popelu shromažďují a skladují. Kvůli tomu problému byl v roce 2001 instalován filtr vzduchu. Ukrajinská vláda v září 2007 schválila plán o stavbě ocelového krytu kolem reaktoru který bude stát kolem 1.4 miliard dolarů, a který bude dlouhý 200 metrů a široký 190 metrů. Jeho stavba by měla být ukončena v roce 2012. Když se zakončí stavba tohoto ocelového krytu měl by začít demontáž jaderného reaktoru.

Černobylská havárie:
    Černobylská havárie
    Havárie a následky havárie
    Možné důvody havárie
    Černobyl dnes
    Černobyl - Závěr
    Energie a ekologie

Možné důvody havárie

2008-09-06T04:53:00.001-07:00

Existuji dvě základní hypotézy proč vlastně došlo k jaderné havárii v Černobylské jaderné elektrárně. Podle první hypotézy hlavním a jediným viníkem byli operátoři kteří byli v elektrárně, a podle druhé hypotézy se považuje že je viny jaderný reaktor RBMK-1000. Také existuje teorie spiknutí podle které se vědělo hned že RBMK reaktor má velký problém, ale ty informace byly úmyslně zatajené od operátorů a že je to základní důvod proč vlastně tam byli lidé kteří nevěděli nic o RBMK reaktoru.

Podle první hypotézy reaktor byl špatně navržený, vlastně důvod byl nebezpečně velký dutinový koeficient který zrychluje jadernou reakci jestli se ve vodě pro hlazení začnou dělat bubliny páry a pak dochází ke neovládatelné reakci, pokud nebylo vnější intervence. S druhé strany velmi významnou vadou reaktoru byla také konstrukce jeho regulačních tyčí. V jaderném reaktoru se regulační týče zasouvají do reaktoru aby zpomalily reakci, a u reaktoru RBMK tyče nebyly zcela naplněné; ve chvíli, kdy se zasouvaly, byla na prvních pár sekund chladící kapalina nahrazena dutými částmi regulačních tyčí, konce regulačních týči byly z grafitu a naplněný vodou a část která absorbuje neutrony a zastavuje reakci byly udělané z karbidu boru. Kvůli takové konstrukci v okamžiku když se regulační tyče, které mají reaktor zastavit, spouští do reaktoru, grafit který je neutronový moderátor, vlastně reakci v reaktoru urychlil. Kvůli tomu na začátku výkon reaktoru začal prudce růst, a ne klesat. Nepřipravení a nezkušení pracovníci nevěděli co se přesně stalo. Také voda proudí vertikálně jádrem co znamená že se teplota vody zvyšuje jak voda jde nahoru a dochází ke teplotním stupňování ve jádru. Ta voda se mění v páru proto že není dostatečně chlazená a zvyšuje se jeho reakčnost. V následku snižování nákladů na výstavbu reaktoru, nebyla konstrukce jeho protihavarijního pláště dostatečně dimenzována pro jeho velikost. Tato úsporná opatření umožnila únik radiací kontaminovaných látek, a reakce byla ještě větší kvůli vedlejších produktech štěpení skladovaných přes dva roky, vlastně odkdy reaktor začal s práci.

Hlavní důvody podle kterých byli viní pracovníci a operátoři jsou že pracovníci ignorovali nařizující postupy a bezpečnostní opatření i to kvůli nezkušenosti a nedostatečný komunikace mezi vedoucími bezpečnostními pracovníky a operátory. Navíc kvůli nedostatečnému proškolení operátoři a zvlášť kvůli tomu že noční směna nevěděla o žádných problémech a denní směna jim vůbec neřekla co je už uděláno a proto oni začali provádět experiment od začátku.

Černobylská havárie:
    Černobylská havárie
    Havárie a následky havárie
    Možné důvody havárie
    Černobyl dnes
    Černobyl - Závěr
    Energie a ekologie

Havárie a následky havárie

2008-09-06T04:50:00.000-07:00

Po výbuchu situace byla velmi špatná a to kvůli dva důvody: nepřipravenost na možné nehody a nedostatek náležitého vybavení . Taková situace způsobila ještě větší a horší následky a chybných ocenění o tom co udělat. Hodnoty radiace v některých oblastech byly větší než 20.000 rentgenů za hodinu a smrtelná dávka je asi 500 rentgenů po více než 5 hodin. Proto některý dělnici v jenom několika minut byli ozáření a po několika dnů zemřeli. Negativní okolnost byla i ta že dělnici v elektrárně nevěděli kolik je vlastně velká radiace proto že během výbuchu byl zničeny přístroj na měření radiace, a všechny ostatní dozimetry měly malý limit (0.001 R/s) a ukazovaly že hodnoty radiace přesahují horní úrovně. Proto operátoři chybně předpokládali že je radiace kolem 3.6 R/h a vlastně byla kolem 5.600 krat větší. To dovolilo náčelníku směny, Alexandru Akimovi, předpokládat, že reaktor zůstal nedotčen, a ignoroval důkazy, jako například kousky grafitu a paliva reaktoru kolem budov a později ignoroval také údaje nového dozimetru který ukazoval velkou radiaci a tvrdil že je nový dozimetr vadný. Akimov zůstal se směnou v budově až do rána a pokoušel se do reaktoru pumpovat vodu, a přitom nikdo nenosil ochranný oblek. Následky toho byla smrt Akimova a ostatních během třech týdnu následujících po havárii. Ale počet obětí byl mnohem větší, brzy po havárii přijeli hasiči hasit oheň a jim nikdo neřekl že tu jde o výbuch jaderného reaktoru a s ohledem na to že nevěděli příčinu požáru, hasili ho vodou jako obyčejný požár. Požár byl uhašen kolem 5 hodin, ale mnoho hasičů utrpělo ozáření vysokými dávkami radiace.

Následky jaderné havárie v Černobylu. Radioaktivní plyny se dostaly až ke Itálii a Německa.

27. dubna, den po výbuchu reagovala sovětská vláda a konfrontovaná s dostatečnými důkazy o vysoké úrovni radiace a s množstvím případů ozáření musela nařídit evakuaci blízkého města Pripjať. Od následků ozáření okamžitě zemřelo 29 lidů (hasičů, záchranářů a dělníků elektrárny), a kolem 350.000 lidů bylo evakuováno z kontaminovaného území kolem reaktoru. Podle ocenění OSN ještě 4.000 až 9.000 lidů zemřelo od následků jaderné havárie a podle ocenění černobylská havárie uvolnila tolik radioaktivní kontaminace jako 400 bomb z Hirošimy. Následky pro ekosystém v blízkosti reaktoru byly také katastrofální proto že na čtyř čtverečních kilometrů lesa kolem reaktoru stromy změnily barvu do fialově-hnědé a proto mu BBC dál jméno „Rudý les“ (Red Forest). Velký počet zvířat také zahynul a některá zvířata ztratila schopnost rozmnožování.

Černobylská havárie:
    Černobylská havárie
    Havárie a následky havárie
    Možné důvody havárie
    Černobyl dnes
    Černobyl - Závěr
    Energie a ekologie

Černobylská havárie

2008-09-06T04:49:00.001-07:00

Černobyl je malé město v Ukrajině, poblíž hranic Ukrajiny s Běloruskem který byl do soboty, 26. dubna 1986 úplně neznámý ve světě, a potom se stal symbolem katastrofy kvůli výbuchu v jaderném reaktoru a ten výbuch způsobil největší jadernou nehodu v historii. Jaderná elektrárna nebyla v samém městě Černobylu, byla vzdálena 18 kilometrů severozápadně od města. Tam byly vystaveny čtyři reaktory typu RBMK-1000, z kterých první byl dokončen roku 1977, a stavba čtvrtého bloku byla dokončena v prosinci 1983. Černobylská jaderná elektrárna vyráběla, když pracovaly všechny čtyři reaktory, kolem 10 % celkového množství elektrický energie Ukrajiny. O výbuchu v Černobylu se začalo mluvit v celém světě, lidé začali panikařit a kvůli podezření o nebezpečnosti sovětských jaderných zařízení sovětská vláda musela informovat veřejnost o svých jaderných projektech proto že výbuch v jaderném reaktoru způsobil obrovský radioaktivní mrak který se šířil nejen na státy bývalého Sovětského svazu, ale také zasáhl území východní, západní a severní Evropy a dokonce i některé východní části severní Ameriky.

Výbuch jaderného reaktoru číslo čtyři

Den před havárii, 25. dubna 1986 jsou v jaderné elektrárně testovány schopnosti turbín aby generovaly dostatečné množství elektrický energie pro pohybování bezpečnostních systémů samého reaktoru. S ohledem na to že je pro práci jaderného reaktoru RBMK-1000 potřebná voda která stále cirkuluje v jádru, pokud je jaderného paliva, cíl testů byl dozvědět se zdali můžou turbíny ve fázi hašení vyrobit dostatečně energie aby se uvedla do pohybu vodní pumpa o které závisí práce samého jaderného reaktoru. V pátek, 25. dubna začali přípravy na zkoušku turbín, nejdříve se postupně zmenšila také produkce elektřiny až na 50 % možnosti reaktoru, a pak se úplně neočekávaně vypnula regionální elektrárna která to území zásobovala elektřinou. Proto kontrolor z Kyjeva nařídil aby se postupně zmenšování odložilo proto že byl večer a elektřina byla potřebná celém okolí. Test je odložený a střídá se odpolední a noční směna, v noční směně je méně zkušených operátorů, kteří se na zkoušku nepřipravovali, a většina byla z elektráren které fungovaly na uhlí a vůbec neměli zkušenosti s jadernými elektrárnami.

Kolem 23:00 večír kontrolor dal svolení ke pokračování testu a výkon reaktoru by měl být snížen z 3.2 GW na 0.7-1.0 GW aby se mohlo testovat nízký výkon reaktoru. Ale problém byl ten že noční směna nevěděla že první směna už postupně zmenšovala výkon reaktoru, oni všechno dělali podle pravidel a to způsobilo příliš rychlé klesání výkonu reaktoru. Operátoři mysleli že je důvod rychlém klesání výkonu reaktoru porucha u automatském regulátoru výkonu, což byl úplně chybné usuzování. Během rychlého klesání výkonu reaktoru, reaktor vyrábí více jaderně toxických produktů xenon-135 a skutečný výstupní výkon klesl až k 30 MW což je jenom 5% toho co se chtělo testováním nabýt. Potom operátoři aby zvýšili výkon vysunuli regulační tyče výše, než dovolily předpisy, ale to nepomohlo proto že se výkon zvýšil jenom na 200 MW což ještě stale nebylo dostatečně pro experiment. Přesto se přece rozhodli pokračovat dále, a v 01:05 byly spuštěny vodní pumpy poháněné turbínovým generátorem, vodní tok takto generovaný překročil meze stanovené bezpečnostní regulací a vodní tok se ještě zvýšil v 1:19. Přesně v 01:23:04 začal fatální experiment. Na kontrolním panelu nebylo žádné upozornění o nebezpečí. Přívod elektřiny do vodních pump byl vypnut, a turbína byla odpojena od reaktoru a z toho důvodu se zvětšilo množství páry v středisku reaktoru a tím se zvýšila i teplota a proto se v potrubí začaly vytvářet kapsy páry.

Jaderný reaktor číslo čtyři po výbuchu. Viditelná jsou značná poškození reaktoru (uprostřed) a vedlejší stavby (dole).

Princip práce reaktoru RMBK-1000 má velký dutinový koeficient. Dutinový koeficient (void coefficient) je číslo které slouží pro ocenění kolik se zmenšila nebo zvětšila termální produktivita jaderného reaktoru, a v tomto případě pozitivní dutinový koeficient prudce zvyšuje výkon reaktoru a s ohledem na to že se zmenšuje voda která absorbuje neutrony, reaktor se stává stále nestabilnějším a nebezpečnějším. V 01:23:40 operátoři zmáčkli tlačítko „AZ“ které se používají pro vypnutí v případě krize a tím se začaly zasouvat všechny regulační tyče, včetně manuálně ovládaných tyčí, které byly vytaženy dříve. Kvůli pomalému mechanismu spouštění regulačních tyčí které trvá 18–20 vteřin a také kvůli špatné konstrukci regulačních tyčí došlo ke zrychlení reakce. Zvýšená produkce tepla způsobila deformaci vedení regulačních tyčí který se zastavily potom co byly zasunuty do jedné třetiny a nebyly proto schopné zastavit reakci. Sedm vteřin později, v 1:23:47 vzrostl výkon reaktoru na asi 30 GW, vlastně desetkrát více než normální a začaly se tavit palivové tyče a tlak páry se rychle zvyšoval a to všechno způsobilo velký výbuch páry která pak odhodila a zničila kryt reaktoru a potrhla chladící potrubí a udělala obrovskou díru ve střeše. Jakmile byla odhozena část střechy, zahájil příval kyslíku, kombinovaný s extrémně vysokou teplotou reaktoru a grafitového moderátoru na regulačních tyčí, “Hoření grafitu”, a tento požár velkou měrou přispěl k rozptýlení radioaktivního materiálu na okolí.

Černobylská havárie:
    Černobylská havárie
    Havárie a následky havárie
    Možné důvody havárie
    Černobyl dnes
    Černobyl - Závěr
    Energie a ekologie

Energie a ekologie - Závěr

2008-09-06T04:36:00.001-07:00

Lidstvo bude muset v blízké budoucnosti najit ekologický přijatelné zdroje energie pro své energetické potřeby. Momentálně se jako ekologický přijatelné řešení nabízí obnovitelné zdroje energie, ale přece není možné očekávat že se ty zdroje energie dostatečně rozvinou a komercializují aby uspokojili stále větší energetické potřeby lidstva. Sluneční energie nemá dostatečnou využitelnost a je drahá, větrná energie není všude dostupná a energetický potenciály vody jsou už příliš využitý. Geotermální energie se může nejlépe využit jenom na tektonických puklinách, vlastně na místech na Zemí kde tepelná energie z vnitrozemí přichází na povrch. Energie přílivu a odlivu a energie vln mají velký potenciál, ale kvůli malé dostupnosti se momentálně málo používají.

Bioenergie nebo přesněji biopaliva se používají místo klasických fosilních paliv, ale ta paliva také vypouští do atmosféry skleníkový plyny a proto nejsou úplně ekologický přijatelné. Když jde o biopaliva existije tu ještě také etický problém, vlastně biopalivo se vyrábí z cukrové třtiny, kukuřice, sóji, olejky a jiných rostlin které se používají jako strava. Bohatší státy vyrábí biopaliva takovým způsobem že mění stravu do paliva a z druhé strany velmi hodně lidů na Zemí umírá hlady a ta strava by jim možná zachránila životy.

Lidé v budoucnosti budou muset více používat čisté zdroje energie.

"Čistá" energie se momentálně může vyrobit ve velkém množství jenom v jaderných elektrárnách. Jaderné elektrárny nemají skoro nijaký vliv na okolí jestli se během exploatace dodržuje pravidel. Kromě Černobylu nebylo větších problému s jadernými elektrárnami, a Černobyl se nemůže opakovat kvůli tomu že všechny moderní jaderné elektrárny mají velmi dobře řešenou aktivní a pasivní bezpečnost. Mimo vyzkoumáni v oblasti bezpečnosti jaderního štěpení momentálně se rozvijí velmi mnoho technologiích které se můžou používat na výrobu energie v budoucnosti. Nejvíce se doufá v projekt ITER. ITER je mezinárodní projekt v kterém se rozviji technologie pro využívaní jaderné fůze. Jaderná fůze je spojování dvou atomů do jednoho těžšího, při osvobození energie a ten postup by měl být úplně ekologický přijatelný (bez velkého záření, bez skleníkových plynů…).

Energie a ekologie:
    Energie a ekologie
    Vliv energie na okolí
    Kyselý deště
    Vytékání ropy do oceánů
    Nukleární hrozba
    Černobylská havárie
    Energie a ekologie - Závěr

Nukleární hrozba

2008-09-06T04:30:00.001-07:00

Největší jaderná nehoda je samozřejmě Černobyl který jasně ukázal jak velký rozsah může mít jaderná katastrofa. Černobyl ukázal že jsou nutné maximální bezpečnostní opatření v jaderných elektrárnách, a také působil na vlády států aby zmenšili počet budoucích jaderných elektráren. Nehoda v Černobylu způsobila jeden celý radioaktivní mrak který se rozšířil i na území států které nebyly v bývalém Sovětském svazu a způsobil velký počet lidských obětí (pracovníci v elektrárně, hasiči a zachránci kteří zemřeli nedlouho po výbuchu, velký počet lidů zemřelo od následků radioaktivního záření v letech po havárii), podle statistik Spojených národů bylo kolem 30.000 obětí. Problém v jaderných elektrárnách nejsou jenom možné nehody, ale také ukládáni nukleárního odpadu který může být velmi nebezpečný. Prozatím neexistuje způsob kterým by se využité palivo provždy neutralizovalo, ale by se mohly najit způsoby jak ukládat nukleární odpad. Ale ještě stále nejsou určena místa kde by se měl skladovat ten odpad, a prozatím se nejčastěji používají opuštěné dole a rurální a neosídlená území což není kvalitní dlouhodobé řešeni.

Jaderné elektrárny jsou bezpečné jestli se správně používají.

Vytékání ropy do oceánů

2008-09-06T04:22:00.000-07:00

Velký problém jsou i eventuální havárie tankerů během kterých velké množství ropy vyteklo do oceánů. Existuje více způsobu jak může dojit k vytékání ropy, např. kvůli poruše na výstroji, válkách mezi státy, teroristických útocích, nelegálnímu vylévaní ropy aby ušetřily na výdajích které pak způsobují rozkládání odpadů a kvůli živelné pohromě (např. hurikán který může způsobit převrácení tankové lodí). Vytékání ropy má ohromný vliv na celý ekosystém: ptáci umírají jestli se jím peří nasákne ropou a pak při čištění peří zobákem dojde ke otravy a uhynutí a stejné se stává i s ostatními zvířaty když jim ropa přijde do plic nebo jater. Největší vyléváni ropy do oceánu bylo roku 1989 když ropný tanker Exxon Valdez ztroskotal a z něho vyteklo přes 40 milionu litrů ropy. Tato ekologická katastrofa zanechala velkou stopu, přes fakt že jenom kompanie Exxon utratila kolem 2 miliardy dolarů aby očistila moře a pobřeží od znečištění. Následek této ohromný havárie byl zánik některých rostlinných a živočišných druhů v zálivu Cook a v zálivu Princ William.

Pták celý v ropě po plaváni ve výlevu ropy tankeru Exxon Valdez.

Někteří odborníci ocenili že se čistěním s různými prostředky a chemikáliemi ještě více znečistilo moře. Aby se zmenšilo negativní působení ekologických katastrof vzniklých vyléváním oleje Americký Kongres roku 1990 vydal takzvaný Ocean Pollution Act (OPA) v kterém se mezi ostatním žádá aby každý majitel tankeru měl plán v případě eventuální katastrofy, a ten plán musí být napsán, tankery musí mít trup s dvojitým obložením, každý majitel musí zaplatit $1200 každou tunu ropy která se vylije, a pobřežní hlídka vždy musí vědět a určovat tankerům kam se smí aby se znemožnilo vylévaní. Ale pokud se nepřestane používat ropa jako základní zdroj energie, budou se stávat havárie a znečištění oceánů se špatnými následky, i když je OPA důkaz že se pracuje na tom aby se znemožnily možné havárie tankerů anebo aby se zmírnily následky haváriích který se staly.

Kyselý deště

2008-09-06T04:18:00.001-07:00

Kyselý deště vznikají na ten způsob že se volný nekovový oxidy síry a dusíku vážou s vodní párou do sloučenin kyseliny sírové a kyseliny dusičné které pak ve tvaru srážek padají na zem. Kyselý deště jsou jeden z hlavních důvodu odumírání lesů proto že kysličník siřičitý, který je vlastně nejškodlivější látka ve vzduchu, když reaguje s vodou tak se mění do kyseliny sírové která má velmi škodlivý vliv na celkovou floru. Kyselina sírová má významně negativní vliv zvlášť na zelené rostliny proto že se s ní narušuje proces fotosyntézy a následky jsou poškozování listí, a potom dochází i ke odumírání lesů. Vlastně, kyselina sírová rozpouští rostlinám výživné látky (vápník, kalcium) které jsou potřebné pro stavbu jejich buněk, a také kyselina ničí buněčnou tkáň kořenu a listí rostlin. Kromě rostlin, kyselý deště značně znečišťuji i vody kterými drastický klesá pH- hodnota a následky jsou porušovaní celého ekosystému proto že velké klesaní pH- hodnoty znamená umírání mikroorganismů a pak se, normálně, objevuje i problém pitné vody.

Následky kyselých dešťů. Kyselé deště můžou značně působit na celý biosystém.

Právě je znečišťování vod největší problém proto že se znečišťování ze vzduchu kyselým deštěm přenáší na zem a kyselý déšť se slévá do povrchových a podzemních vod. Kyselý deště jsou jeden z hlavních důvodu zmenšovaní zásob pitné vody ve světě. I když existuje pokrok ve znemožňování kyselých dešťů (např. v USA se používají metody pročišťovaní uhlí kde se z uhlí berou nebezpečné sloučeniny síry), nebezpečnost ze kyselých dešťů ještě neuplynula, přes to že v poslední době hlavní problém bylo globální oteplování. Kyselý deště jsou ještě stale velký problém v některých státech v Asii jako např. v Číně která má ohromný průmysl a proto má i největší problémy s kyselými dešti.

Vliv energie na okolí

2008-09-06T04:10:00.000-07:00

Procento spotřeby ekologický přijatelných obnovitelných zdrojů energie ve světě je ještě stale malý a proto musíme věnovat pozornost ekologickým problémům které jsou vlastně následek stálého použití fosilních paliv nejen z energetického stanoviska, ale také i z ekologického stanoviska. Různé zdroje energie mají různý vliv na okolí v kterém se ty zdroje energie vyrábí, převáží nebo používají. Na obrázku vpravo můžeme vidět povrchový ozon jako příklad vlivu používaní paliva na kvalitu vzduchu. Povrchový ozon vzniká když na ustalém vzduchu a slunečném počasí oxid dusný reaguje s větratelnými organickými sloučeninami. Oxid dusný na povrchu obyčejně vzniká hořením fosilních paliv, a větratelné organické sloučeniny vznikají z kouře paliva, různých rozpouštědel a podobně.

Povrchový ozón ve městě New York. Povrchový ozón může vyvolat iritace dýchacích cest.

Povrchový ozon může zapálit dýchací cesty a zmenšit vitální kapacitu plic, může způsobit velkou citlivost očích a nosu, a obecně zmenšit schopnost lidů během vykonávaní každodenní práce. Povrchový ozon je jenom jeden z množství problému které jsou povázané s energii. Popis působeni některých jiných zdrojů energie na okolí:

Fosilní paliva – tento druh paliva má velmi negativní vliv na okolí. Hořením fosilního paliva do atmosféry se vypouští ohromné množství uhlíku který se usazoval i přes milion let a pak byl překryty horninami a zemí. Ten stejný uhlík v atmosféře tvoří kysličník uhličitý který je skleníkový plyn a tím značně působí na teploty na Zemi.

Bioenergie (biopaliva) – biopaliva dělají stejné problémy jako i fosilní paliva, ale s ohledem na to že se výrobou biopaliva uzavírá uhlíkový cyklus, biopaliva jsou méně škodlivá než fosilní paliva. Uzavírání uhlíkového cyklu znamená že rostliny které se používají na výrobu biopaliva, během růstu, z atmosféry vezmou určité množství uhlíku který se později vrací do atmosféry hořením toho biopaliva. U fosilního paliva ten kruh není zavřený, vlastně uhlík jenom odchází do atmosféry.

Solární energie – i když energie Slunce má ohromní potenciál přece se nevyužívá proto že by se musely překrýt velké plochy aby se dostalo trochu větší množství energie. To je možné jenom na územích kde není vegetace, vlastně v pouštích. Na “zelených“ územích by to mohlo být nebezpečné pro okolí. Instalování solárních kolektoru nebo solárních panelů na střechách domů nemá negativní vliv na okolí.

Větrná energie – výroba energie z větru nemá skoro nijaké negativní působení na okolí. Z ekologického stanoviska, jediný problém větrných elektráren je negativní vliv na ptačí populace, vlastně vrtule větrných mlýnu zabíjejí ptáky. Menší problém je vizuální znečišťovaní okolí, ničení přírody stavbou cest ke větrným mlýnům a generovaní zvuku nízký frekvence která negativně působí na zdraví lidů (působí na spaní, vyvolávají bolest hlavy, můžou vyvolat úzkost).

Energie vody – využíváním energie vody se neznečišťuje okolí, ale infrastrukturní objekty můžou značně působit na okolí. Tak se stavbou velkých hrázích zaplavuji velké plochy a zvedají hladinu podzemních vod, a to může změnit celý lokální biosystém. Další problém je změna přírodních vodních toků a tím se mění i přírodní dráha pohybovaní některých vodních zvířat.

Jaderná energie – samá výroba energie v jaderných elektrárnách je výjimečně čistý proces. Tady nejsou žádné skleníkové plyny ani jiné znečištění jedině že se zahřívá voda která se používá na hlazení reaktoru a to může působit na biosystémy. Největší problém u jaderných elektráren je použité palivo které je velmi radioaktivní a musí se skladovat po několika set let ve zvláštním skladišti pod zemí.

Geotermální energie – využíváním geotermální energie se neznečišťuje okolí. Stejně jako u jiných obnovitelných zdrojů energie i u využívaní geotermální energie musejí se vystavět nějaké infrastrukturní objekty, ale vliv těch objektů je malý když se vezme v úvahu množství vyrobené energie.

Energie a ekologie

2008-09-06T04:04:00.000-07:00

Výroba, transport a využití energie působí na okolí a ekosystémy. U energie vliv na okolí je téměř vždy záporný, jako například přímé ekologické katastrofy – vylití ropy, kyselý déšť a radioaktivní záření a také muže mít nepřímé následky jako je např. globální oteplování. S ohledem na to že se energetické potřeby lidstva budou zvětšovat během příštích několika desetiletí, je nutno učinit opatření kterými by se vliv exploatace energie na okolí značně zmenšil. Nejnebezpečnější zdroje energie jsou momentálně fosilní paliva, vlastně uhlí, ropa a zemní plyn, a potenciální nebezpečí je také využité radioaktivní palivo z jaderných elektráren (vysoce radioaktivní odpad). Fosilní paliva jsou nebezpečná kvůli tomu že hořením vypouští velké množství kysličníku uhličitého, radioaktivní odpad je nebezpečný kvůli tomu že působí na stavbu organismu na základní úrovní.

Obrazný výkladna které můžeme vidět vliv lidů jako spotřebitelů energie na ekologii. Země je v naších rukou.

Ohromné množství světové energie ještě stále vzniká z ekologický nepřijatelných zdrojů energie, zvlášť fosilních paliv která jsou ještě stále hlavním zdrojem energie. S ohledem na to že je základ fosilních paliv uhlík, normálním hořením tohoto paliva vzniká kysličník uhličitý (CO2) který je skleníkový plyn. Ten kysličník uhličitý většinou skončí v atmosféře a svým skleníkovým vlivem způsobí globální oteplování. Ještě je nebezpečnější plyn který se osvobozuje během neúplného hoření paliva ( hoření bez dostatečného množství kyslíku), kysličník uhelnatý (CO). Kysličník uhelnatý je velmi nebezpečný jedovatý plyn bez barvy, chutě nebo vůně, a koncentrace od jenom 0.6% způsobuje smrt lidů po 15 minut vdechování tohoto plynu.

Momentálně není ani jedno fosilní palivo úplně pročištěné a proto se během hoření propouštějí ještě některé škodlivé plyny jako kysličník siřičitý nebo oxid dusný. Ty plyny později reaguji s vodní párou v mracích a formují kapky které padají na zem jako slabé kyseliny sírové a kyseliny dusičné- kyselý deště a ty deště působí velmi škodlivě na ekosystémy. U hoření některých zdrojů energie vznikají také drobné látky minerálů z kterých se později vytvoří popel, ale jedna část těch látek odchází do atmosféry a ty látky jsou také velmi nebezpečné pro zdraví.

Jaderná energie

2008-09-06T03:28:00.001-07:00

Téměř 2 miliardy lidů ve světě nemá přístup k elektrický energii a ten problém se bude zhoršovat jak roste populace. Globální spoléhání na fosilní paliva a velké hydroelektrárny budou trendem ještě alespoň do roku 2020, ale to nebude dostatečně pro stále větší potřeby lidstva. Řešení toho problému může být i jaderná energie. V poslední tři dekády jaderná energie má významnou roly ve výrobě elektrické energie. Momentálně pomoci jaderná energie generujeme kolem 16% celkově vyrobené elektrické energie ve světě. Jaderná energie se rozvijí kvůli její čistotě a skoro nijakým vypouštěním skleníkových plynů. Dobře konstruované jaderní elektrárny ukázaly se spolehlivými, jistými, přijatelnými a ekologický vhodnými. Prozatím se ve světě nasbíralo více než 9000 reaktor-lét práce a získali i nutnou zkušenost v využívání jaderné energii.

Vliv na okolí a ukládání radioaktivního odpadu

Jako i všechny procesy vyrábění energie z neobnovitelných zdrojů energie i jaderní elektrárny tvoří odpad. U nich je to radioaktivní odpad a horká voda. S ohledem na to že jaderní elektrárny netvoří kysličník uhličitý,nezvětšuje se efekt skleníku když se používají. Radioaktivní odpad dělíme v dvě základní skupiny: nízko-radioaktivní odpad a vysoko-radioaktivní odpad. Většina jaderního odpadu je nízko-radioaktivní odpad. To jsou: obyčejné smetí, nářadí, ochranný oblek, atd. Ten se odpad kontaminoval s malou účastí radioaktivního prášku nebo částkách, a musí se hlídat aby nepřišla do kontaktu s vnějšími objekty.

Větší problém u jaderních elektráren je pozůstatek využitého paliva který je vysoko-radioaktivní odpad a musí se ukládat do zvláštních bazénech (voda ochlazuje nukleární palivo a chová se jako štít proti radiaci) nebo do suchých kontejneru. Starší a méně radioaktivní palivo se ukládá do suchých skladišť. Tam se zavírá do zvláštních betonových armirovaných kontejneru.

Následky jaderné katastrofy v Černobylu. Radioaktivní plyny se rozšířily až do Itálie a Německa.

Přestože jsou jaderní elektrárny neškodlivé pro okolí jestli je všechno podle pravidel, hrozí nebezpečí pro okolí jestli se nepravidelně používá. Prozatím byly dvě velké pohromy při používání jaderní energie: Černobyl a Ostrov Tři Mile. Největší katastrofa v jaderních elektrárnách se stala 26. dubna 1986 v Černobylu v tehdejším SSSR-u, v dnešním Ukrajinsku. Explodoval reaktor číslo čtyři v jaderní elektrárně a utvořil radioaktivní mrak který se rozšířil přes velkou část Evropy(obrázek). Prozatím dostalo invaliditu kolem 27% zachránců kteří 26. dubna 1986 šli do kontaminované zóny, a bylo jich kolem 200 000. Při explozi je zničena aktivní zóna reaktoru a během 10 dnu a noci trval aktivní stupeň havárie, sledován intenzívním osvobozováním radioaktivních prvků. Osvobozování radioaktivních prvků konečně je zastaveno teprve v listopadu 1986 když byl reaktor položen do betonového "sarkofágu". Celková radioaktivita zpod sarkofágu je větší než dva miliony curie.

Méně škodlivá pro lidé a okolí byla katastrofa na Ostrově Tři Mile 28. března 1979 v Pennsylvanii, v Spojených Státech Amerických. Tam se kvůli řadě chyb a bezpečnostních nedopatření přehřál a částečně roztavil jeden z jaderních reaktoru co rezultovalo menším vypouštěním radioaktivních prvků do atmosféry. Prozatím ještě nejsou viditelné žádné škodlivé následky radiace na lidech, ale ta událost značně působila na představu o bezpečností jaderní energie. O té nehodě měli velký zájem novináři, a spolek proti jaderní energii konečně dostal dobrý důvod pro velkou mediální antijaderní kampaň. Ta kampaň dostala dodatečný mediální vliv kvůli filmu Čínský syndrom (China syndrom) který začal hrát jenom několika týdnu před katastrofou n Ostrově Tři Mile. V tom filmu se kvůli řadě bezpečnostních nedopatření skoro roztavil nukleární reaktor, a tak se i dnes roztavování nukleárního reaktoru kolokvijelně nazývá „ čínský syndrom“. Celá řada těch událostech pobídla vládu Spojených Státech Amerických aby zlepšila bezpečnost jaderních elektráren, ale také aby se zmenšil počet nově vzniklých jaderních elektráren.

Zásady práce

Jaderné elektrárny, jako palivo, používají izotop uranu U-235 který je velmi vhodný pro fisi. Ve přírodě se uran může najit s více než 99% U-238 a jenom kolem 0.7% U-235. Zatímco U-238 absorbuje rychlé neutrony, U-235 se ve srážkách s pomalými neutrony rozdělí na velmi radioaktivní fisové produkty a při tom se osvobozuje rychlé neutrony(obrázek). Zpomalováním těch rychlých neutronu v srážkách s molekulami těžké vody, která se při tom zahřívá, provádí se řetězová reakce. Osvobozená teplota je tolik přána energie. V nukleárních reaktorech se ten proces stává celou dobu v přísně kontrolovaných podmínkách (kromě několika okamžiku v Černobylu). Atomová bomba je výsledek úmyslně způsobené příliš velké koncentrace svobodných neutronu který se pak srážejí s fysický citlivými atomy a na ten způsob tvoři nekontrolovanou explozi energie. Přestože je uranu v přírodě poměrně mnoho (stokrát více než stříbra), izotopu U-235 je málo. Kvůli tomu se provádí postup obohacování uranu. V konečné použitelné fáze, nukleární palivo je ve tvaru tablet, dlouhých kolem 2 a půl centimetre. Jedna taková tableta může vyrobit přibližně stejné množství energie jako i 1 tona uhlí. Energie která se osvobozuje srážením neutronu s uranem, používá se i pro zahřívání vody. Ta voda (pára) pak pohání generátor a potom se musí ochladit a znovu ji vrátit do reaktoru. Pro to je nutný stálý a velký průtok vody kolem jádra reaktoru.

Zásady osvobození jaderné energie. Nekontrolovaný proces je vlastně atomová bomba. A kontrolovaný je nukleární reaktor.

Využívání jaderné energie ve státech

Stát který vyrábí největší část elektrický energie v jaderních elektrárnách je Francie se 75% vyrobené elektrický energie v jaderních elektrárnách. Další jsou Litva se 73%, Belgie se 58%, Bulharsko, Slovensko a Švédsko se 47%, Ukrajinsko se 44% a Republika Korea se 43%. V ještě 10 státu se vyrábí více než 25% elektrický energie z jaderné energie. Spojené Státy Americké vyrábí 19.8% své elektrický energie v jaderních elektrárnách., ale kvůli velkému rozsahu výroby, zabírají největší část v celkově vyrobené energii v jaderních elektrárnách se 28%. Další jsou Francie se 18% i Japonsko se 12%.

Zvětšením počtu státu které mají jaderné elektrárny zvětšil se i riziko aby palivo z jaderních elektráren přišlo k lidům kteří ho chtějí použit pro cíle které nejsou mírový. V poslední době je aktuální terorismus a teroristé by s nukleární technologii mohli způsobit ohromní jadernou katastrofu. I politikové i vědci musí učinit bezpečnostní opatření aby se ochránili před zlomyslným využíváním jaderné energie. Kvůli tomu problému mezinárodní organizace vnutili pravidla o bezpečnosti pro 140 států ve celém světě. Problém se skladováním paliva ( a i radioaktivního odpadu) je momentálně největší v chudých státech které byly v bývalém Sovětském Svazu.

Větrná energie

2008-09-06T01:30:00.001-07:00

Využívání větrní energie je segment který se nejrychleji rozvíjí ve výrobě energie z obnovitelných zdrojů energie. V posledních několika lét turbíny na vítr jsou značně zlepšené.nejlepší příklad je německý trh turbín na kterém je průměrná síla zvětšena z 470 kW roku 1995 na 1280 kW roku 2001. toto zvětšení síly se dosáhlo zvětšením turbín které honí vítr. Momentálně se rozvíjejí turbíny které budou moct generovat sílu mezi 3 a 5 MW. Někteří výrobce už udělali své prototypy (s tou sílou).

Trend rozšiřování výroby větrní energie a porovnání s cílem EU do roku 2010. cíl bude pravděpodobně přesažen i více než o 100%.

Německý podnik Enercon by měl vyrobit turbínu síly 4.5). V pokračování budu používat výraz větrný mlýn přestože se ještě používají výrazy: větrná elektrárna, větrný generátor, elektrické turbíny na vítr a podobně. Na obrázku můžeme vidět porovnání plánu EU s momentální situaci ve výrobě energie z větru. Podle dnešních ukazatelů plán bude realizován, dokonce se výroby i více. Jednotky jsou ve megawattech a z toho se může vidět že je kvantita vyrobené energie mnohem menší než energie vzniklá z neobnovitelných zdrojů energie. Kvůli začáteční ekonomické nesplatností a nestálostí větru, instalaci větrných mlýnu si můžou dovolit jenom bohaté státy. Momentální cena větrných mlýnu je větší než cena termoelektráren po MW instalované síly (větrný mlýn stojí kolem 1000 €/kW instalované síly, a termoelektrárna 700 €/kW),rozvojem technologie ten rozdíl se zmenšuje. Proceňuje se že je celková spotřeba energie ve světě kolem 410x10¹⁵ (kvadrilionu Btu) u roku 2000, což znamená 1.2x10¹⁴ kWh ročně. Předpokládá se že celkově instalovaná síla větrných elektráren do konce roku 2000 bude kolem 17415 MW s průměrnou roční práci elektráren od 2 500 hodin což znamená 0.044x10⁹ kWh roční kvantitu energie. Znamená, účast větrní energie v celkové spotřebě energie velmi je malý.

Momentální trend instalování elektráren na vítr.

Německo je momentálně v čele ve výrobě elektrické větrní energie s 8750 MW, a to je více než jedna třetina celkové instalované síly větrných mlýnu ve světě. Tolik instalovaných větrných mlýnu v Německu výsledek je politiky německé vlády která podnětnými opatřeními pomáhala instalaci nových větrných mlýnu. Kvůli tomu se v roce 2001 celková instalovaná síla zvětšila o 43.7%. ve Španělsku, Dánsku a Itálii také roste instalovaná kapacita. Ze celkové výroby elektrické energie Dánsko dostává 14% od větru a ještě staví nové kapacity. Dánsko má v úmyslu aby tím způsobem do roku 203050% domácnostech využívalo větrní energii. V Spojených Státech Amerických je momentálně instalováno 6.374 MW větrných mlýnu. Taková malá instalovaná síla v hospodářský nejsilnějším státě ve světě výsledek je tradičního spoléhání na fosilní paliva.

Vznik větru a zásady využívání

Větrní energie je transformovaný tvar sluneční energie. Slunce nerovnoměrně zahřívá různé části Země a to rezultuje různými tlaky vzduchu, a vítr vzniká kvůli úsilí po vyrovnávání tlaku vzduchu. Jsou některé části Země na kterých foukají takzvané pevné (stálý- planetární) větry a na těch území je využívání energie nejsplatitelnější. Dobré pozice jsou pobřeží oceánu a širé moře.širé moře je nejlepší pozice kvůli stálých větru, ale ceny instalace a transportu energie zpomalují takovou exploataci. U změny kinetické energie do mechanické energie (otáčení hřídla generátoru) využívá se jenom rozdíl rychlosti větru na vchodu a na východu. Albert Betz, německý fyzik ještě roku 1919 dal zákon větrní energie a ten stejný je publikován roku 1926 v knize “Wind-Energie”. Tím je daný kvalitativní aspekt poznání možnostech využívání větrní energie a turbín na vítr. Podle jeho zákonu můžeme změnit méně než 16/27 nebo 59% kinetické větrní energie do mechanické energie pomoci turbíny na vítr. 59% je teoretický maximum, a v praxe se může změnit mezi 35% až 45% větrní energie.

Zásady změny a způsob připojování větrných mlýnu na elektrickou síť. Možná aplikace je používání energie větru jako sekundárního zdroje energie pro domácností.

Jako dobré strany využívání větrní energie vynikají: velká bezpečnost práce továrních zařízení, méně výdejů pro paliva a nemá znečišťování okolí. Špatné strany jsou velké výdeje pro stavbu a nestálost rychlostí větru (nemůže se garantovat doručování energie). Pro hospodářství jsou velmi zajímavé malé větrné mlýny síly do několika desítek kW. Můžou se používat jako sekundární zdroj energie nebo primární zdroj energie ve vzdálených krajích. Když se používají jako primární zdroj energie je nutno aby se jim přidaly i baterie (akumulátor) do kterých se energie ukládá když se generuje více než je spotřebováno. Velké větrné mlýny často se instalují do parku větrných mlýnu a přes transformátor se spojují do elektrické sítí.

Atlas použitelností větru

Evropská unie a Spojené Státy Americké vypracovaly atlasy svých resursu větru pro rychlostí větru na 45 metrů nad povrchem země. Z těch map se může vidět že je ¼ povrchu EU ideální pro instalaci větrných mlýnu. Dánsko měří své potenciály větru ještě od roku 1979. výsledek toho je že Dánsko dnes má nejpřesnější informace o větru, a to používá pro stavění nových větrných mlýnu. Spojené Státy Americké investovali ohromné prostředky pro vypracovávání atlasu potenciální větrní energie pro celý stát. Téměř 50% celkového povrchu Spojených Státu Amerických výjimečně je výhodné pro využívání větrní energie. Tady jsou, samozřejmě, vysoká území západního a jihovýchodního pobřeží, zvlášť severní kraje vedle Kanady, kde jsou podíly elektrických potenciálu větru mezi 15% až 36%. Ta centrální část vztahuje se na ohromná území kde jsou prérie. Kromě geografického rozmístění velmi je důležitá i výška věze. Pro každých 10 metrů výšky věze, cena se zvětšuje o 15 000 dolaru. Větší turbíny budou dávat více energie, ale proto různé průměry žádají vyšší věze, a oni určuji větší nebo menší sílu turbíny. Tak například pro sílu turbíny od 225 kW rotor má rozpětí 27 metrů, pro 600 kW 43 metrů, a pro 1500 kW 60 metrů. Dnes se považuje že nutný maximum u práce větrných mlýnu musí být:rychlost větru od 25 km/h nebo 6,9 m/s. v poslední době se staví multi-megawattní turbíny podobné ty která je koncem roku 1999 montována v Dánsku: NEG Micon větrný mlýn od 2 MW má rotor průměru 72 metrů a nachází se na vězí vysoké 68 metrů.

Neobnovitelné zdroje energie

2008-09-04T13:17:00.001-07:00

Obnovitelné zdroje energie mají větší potenciál pro budoucnost, ale momentálně máji omezené možnosti a dražší je energie která pochází z nich. Kvůli tomu uplyne ještě dost času dokud nezačne významnější spotřeba takových zdrojů energie. Do té doby musíme používat neobnovitelné zdroje energie. To jsou nukleární energie, uhlí, ropa a zemní ply.

Při tom uhlí, ropu a zemní plyn ještě nazývají fosilní paliva. Samé jméno hovoří jak vlastně vznikli. Před mnoho milionu lét se pozůstatky rostlin a zvířat začaly usazovat na dno oceánu nebo na zem. S časem ty pozůstatky překryl sloj bláta, kalu a písku. V těch podmínkách se rozvíjely ohromné teploty a velké tlaky, a to jsou ideální podmínky pro změnu pozůstatků rostlin a zvířat do fosilních paliv.

Zvětšení koncentrace kysličníku uhličitého v atmosféře. Je viditelné značné zvětšení emise koncem 20. století.

Hlavní zdroj energie fosilních paliv je uhlí a jeho spalováním do atmosféry odchází hodně kysličníku uhličitého. To je hlavní problém využívání fosilních paliv když se díváme s ekologického aspektu. Na obrázku můžeme vidět růst koncentrace kysličníku uhličitého v atmosféře v posledních 150 lét. Je viditelné že se koncentrace v tom období zvětšila o 28%. Posledních 150 lét je období stále většího zvětšení spotřeby fosilních paliv. Na začátku se nejvíce používalo uhlí které je nejnebezpečnější pro okolí proto že do atmosféry vypouští, kromě kysličníku uhličitého, také i síru a některé druhé hmoty. Síra se v atmosféře spojuje s vodní párou a tvoří kyselinu sírovou která padá na zem ve tvaru kyselých dešťů. Problém kyselých dešťů je nejvýznamnější ve Spojených Státech Amerických a Kanadě, ale ani Evropské státy nebyly výjimka. V Evropě největší problémy měly Německo a Velká Británie. Aby se zmenšily kyselé deště Spojené Státy Americké investovaly kolem dvě miliardy dolarů pro zkoumaní metoda pro pročisťování uhlí. Technologie vynalezené tím zkoumáním značně zmenšily stále objevování kyselých dešťů.

Nukleární elektrárny nevypouštějí kysličník uhličitý, ale po použití je nukleární palivo velmi radioaktivní a nutno je aby se ukládal do skladišť na více desetiletí (nejradioaktivnější i na více století) v jistých betonových bazénech nebo podzemních bunkrech. V normálních podmínkách nukleární energie je velmi čistý zdroj energie, ale potenciální nebezpečí nějaké katastrofy stále zmenšuje počet nově instalovaných nukleárních elektráren. Strach z katastrofy ještě zvětšily dvě prozatím největší nukleární katastrofy: Ostrov Tři Mile (1979) a Černobyl (1986). V oba případy ke katastrofě přišlo kvůli chybě na výstrojí a lidských chybách. V poslední době je stále menší vliv člověka na proces v nukleární elektrárně proto že jsou počítači mnohem spolehlivější pro některé práce které nevyžadují konstruktivní přemýšlení.

Obnovitelné zdroje energie

2008-09-04T13:07:00.001-07:00

Obnovitelné zdroje energie, kromě hydroenergie, dávají méně než 1% celkově potřebné energie. V budoucností se to musí změnit proto že je neobnovitelných zdrojů energie stále méně, a i jejich škodlivé působení je mnohem větší v posledních několika desetiletí. Slunce dává Zemí 15 tisíc více energie než je lidstvo schopno spotřebovat, ale přes to někteří lidé na Zemí mrznou. Z toho je viditelné že se obnovitelné zdroje energie musí a můžou začít více využívat a že se nemusíme starat o energii po fosilních paliv. Vývoj obnovitelných zdrojů energie (zvlášť z větru, vody, slunce a biomasy) je důležitý kvůli několika důvodům:

obnovitelné zdroje energie mají velmi důležitou roly v zmenšování emise kysličníku uhličitého (CO2)do atmosféry.zmenšování emise CO2 do atmosféry je také politika EU.
zvětšování podílu obnovitelných zdrojů energie zvětšuje energetické zachovávání systému. Také pomáhá v zlepšování bezpečností doručování energie na takový způsob že zmenšuje závislost na dovozu energetických surovin a elektrické energie.
očekává se že se obnovitelné zdroje energie stanou ekonomický konkurenční konvečním zdrojům energie v střední až dlouhém období.

Několika technologii, zvlášť energie větru, malé hydrocentrály, energie z biomasy a sluneční energie, jsou ekonomický konkurenční. Ostatní technologie jsou ještě stále závisle na poptávce na trhů a proto ještě nejsou splatné poměrně na klasické zdroje energie. Proces přijímání nových technologii velmi je pomalý a zdá se že se stále o trochu vzdaluje. Hlavní problém v instalaci nových továrních zařízení je začáteční cena. To zvyšuje cenu té energie v prvních několika léty na úroveň úplné nesplatností s ohledem na ostatní komerční dostupné zdroje energie. Velká část ve výrobě energie z obnovitelných zdroje energie výsledek je ekologická uvědomělost obyvatelů kteří přes začáteční ekonomickou nesplatnost instalují tovární zařízení pro výrobu "čisté" energie. Evropský spolek má strategii zdvojnásobování použití obnovitelných zdrojů energie od roku 2003 až 2010. to znamená že by se celková část obnovitelných zdrojů zvětšil ze momentálních 6% na 12% roku 2010. ten plán obsahuje řadu opatření kterými by se podnítily soukromý investice do objektu pro změnu obnovitelné energie do využitelné energie (největší části do elektrické energie). Kvůli momentální finanční krize v které jsou největší státy v Evropské Unii, pravděpodobně je že se ten plán zcela neuskuteční.

Nejzajímavější obnovitelné zdroje energie (energie větru, energie Slunce, energie vody a biomasy) jsou vysvětlené na zvláštních stránkách a méně zajímavé obnovitelné zdroje energie budou popsané v pokračování. Sluneční radiace je základní původce většiny obnovitelných energie, ale jsou ještě některé zdroje které nepochází z ní. To jsou geotermální energie a energie kterou můžeme dostat z přílivu a odlivu.

Geotermální energie (Geothermal energy)

Geotermální energie se vztahuje na používání teploty vnitra Země. Aby se ta energie využila vyvinuté jsou různé technologie, ale abychom zjednodušili můžeme je rozdělit na přímé a nepřímé. Přímé využití znamená používání horké vody která vyráží (nebo se čerpá) z podzemí. Může se na různé způsoby používat: např. používání v lázních, pro topení v domech nebo zahřívání skleníku, pro některé výrobní postupy v průmyslu (např. pasterizování mléka). Nepřímé používání geotermální energie znamená dostávání elektrického proudu. Tady se způsob práce mnoho nerozlišuje od klasických termoelektráren na uhlí nebo mazut – rozdíl je jenom ve způsobu kterým se dostává vodní pára. Závisle na teplotě vody (neb páry) v podzemí rozvinuto je několika technologii. Výhoda tohoto zdroje je že je levný, stabilní a trvanlivý, není potřeba za palivem, v pravidlu nemá škodlivých emisích, kromě vodní páry, ale občas můžou být i druhé plyny. Špatné je to že je málo míst kde se horká voda v podzemí nenachází na příliš velké hloubce – taková území, takzvané geotermální zóny jsou vedle sopkách nebo vázané při hranici litosférních deskách. S ohledem na to že jsou to území kde jsou často zemětřesení samá stavba továrních zařízení vyžaduje zvětšené výdeje. Často jsou ta místa vzdálena od obydlených krajů a tak se ještě více zvětšují výdeje přenosu energie, a občas jsou to ochrana místa a stavba není dovolená (např. Yellowstone). Mezi státy které jsou v čele jsou Spojené Státy Americké, Filipíny, Mexiko a Japonsko.

Energie přílivu a odlivu (Tidal power)

Energie přílivu a odlivu vzniká ze gravitačních sil Slunce a Měsíce. Prozatím ještě nejsou velké komerční dosahy v exploataci té energie, ale potenciál není malý. Ta se energie může dostat tam kde jsou mořské změny výrazně zdůrazněné (např. jsou místa kde je rozdíl mezi přílivem a odlivem vetší než 10 metrů ). Zásady jsou jednoduché a velmi podobné zásadám hydroelektrárny. Na začátku zálivu se děla hráz a když se zvedne hladina vody tak se vpouští přes turbíny do zálivu. Když se záliv naplní hráz se zavírá a počká se aby hladina vody kleslá. Pak se voda stejným způsobem vpouští ven ze zálivu.

Nejznámější elektrárna která využívá energii přílivu a odlivu je na ústí řeky Rance ve Francii. Vystavěna je kolem roku 1960 a ještě stále pracuje.

V jednodušším případě voda se pouští přes turbíny jenom jedním směrem a v tom případě turbíny jsou jednoduší (jednosměrné, a ne dvousměrné). Hlavní problémy u takový exploatace energie přílivu a odlivu jsou nestálost (musí se čekat aby se hladina vody dostatečně zvedla nebo aby dostatečně klesla) a malý počet míst výhodných pro exploataci takového druhu energie. Nejznámější je elektrárna na ústí řeky Rance ve Francii( obrázek)vystavěna šedesátých létech 20. století, která ještě stále pracuje. Rusko vystavělo malou elektrárnu u Murmansku, Kanada v zálivu Fundy, Čína několika elektráren, ale ani jeden z těch státu nerealizoval významný pokrok. Alternativní způsob využívání vztahuje se na lokaci elektráren v mořské úžině kde se kvůli kanalizování přílivní vlny zvětšuje její energie, a pro pohon generátoru používaly by se podvodní turbíny podobné těmi u elektráren. Stejným způsobem by se mohla využívat i energie mořských proudu, ale se ta technologie ještě nepoužívá.

Energie vln (Wave power)

Zásady využívání energie vln. Z obrázku je viditelné že amplituda vln musí být velká pro účinnou změnu.

Energie vln je tvar transformované Sluneční energie která tvoří konstantní větry na některých částech Země. Ty větry způsobují konstantní vlnitost na určitých dílech a to jsou místa na kterých je možno využívání jejich energie. Velký problém u takového využívání energie je že se elektrárny musí stavět na širém moři proto že v blízkostí pobřeží vlny slábnou. To značně zvyšuje cenu stavby, ale jsou tu i problémy přenesení té energie k uživateli. Momentálně jsou hotové teprve prototypy a demonstruji se zařízení. Na obrázku můžeme vidět zásadu transformování energie vln do elektrické energie. Podle obrázku energie vln se první transformuje do proudění vzduchu a ten vítr pohání turbínu. Amplituda vln musí být velká aby změna byla účinná.