View
4
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Globální změny klimatuGlobální změny klimatuaa
trvale udržitelný rozvojtrvale udržitelný rozvoj
7. Ekonomické, politické a společenské 7. Ekonomické, politické a společenské důsledky globálních změn důsledky globálních změn
MB130P68 Globální zm ěny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013
Lubomír Nátr
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Energy production
Fractional
Kardashevscale
equivalentexajoules/year terawatts Quads/year mtoes/year
1900 21 .67 20 500 0.58
1970 190 6.0 180 4500 0.67
1973 260 8.2 240 6200 0.69
1985 290 9.2 270 6900 0.69
1989 320 10 300 7600 0.70
1993 340 11 320 8100 0.70
1995 360 12 340 8700 0.70
2000 420 13 400 10000 0.71
2001 420 13 400 10000 0.71
2002 430 14 410 10400 0.71
2004 440 14 420 10600 0.71
2010 510 16 480 12100 0.72
2030 680 22 650 16300 0.73
http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/fossil_fuels/fossil_fuels.html
© Lubomír Nátr 2012http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/fossil_fuels/fossil_fuels.html
Energetická dotace pro n ěkolik málo generací
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Is smoking related to cancer? Does diet affect health? Today we recognize as fact that these are indeed related.Yet in the past, many business and political leaders fostered controversy and doubt about these issues for decades letting millions of people make harmful choices.
Similarly, today, many business and political leaders want doubt and controversy to shroud the question of whether there are dots to connect between extreme weather, climate change, and the fossil fuel industry that pumps carbon into our atmosphere.
http://greennewyorkersmeetup.blogspot.cz/
© Lubomír Nátr 2012
Projections are based on a linear increase until 20 25 based on current usage (y = 0.73x - 1381.2) and a symmetrical decline until 2250. The projected use curve assumes future discovery of fos sil fuel deposits and a gradual transition to alternative sources of ener gy.
http://www.msue.msu.edu
© Lubomír Nátr 2012
http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/fossil_fuels/fossil_fuels.html
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
http://oneinabillionblog.com/collapse/expensive-energy/
© Lubomír Nátr 2012
http://oneinabillionblog.com/collapse/expensive-energy/
© Lubomír Nátr 2012
http://oneinabillionblog.com/collapse/expensive-energy/
© Lubomír Nátr 2012
Saudi Arabian oil minister and a founder of OPEC once said, "The Stone Age came to an end not for a lack of stones, and the oil age will end, but not for a lack of oil." are not about to run out of oil, but the consequences of endless dependence on oil are too great, too profound, and too dangerous for our nation. Rather than have our
energy policy be the last big mistake of the 20th century, we can and must create a policy that is the first great breakthrough of the 21st century.
© Lubomír Nátr 2012
http://www.davidsuzuki.org/blogs/panther-lounge/2010/07/happiness-comes
© Lubomír Nátr 2012
A Saudi Arabian oil minister and a founder of OPEC once said, "The Stone Age came to an end not for a lack of stones, and the oil age will end, but not for a lack of oil."
We are not about to run out of oil, but the consequences of endless dependence on oil are too great, too profound, and too dangerous for our nation. Rather than have our energy policy be the last big mistake of the last big mistake of the 2020th centuryth century, we can and must create a policy that is the first great first great breakthrough of the breakthrough of the 2121st century.st century.
© Lubomír Nátr 2012
http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/fossil_fuels/fossil_fuels.html
© Lubomír Nátr 2012
Clean Energy Investment 2010 (Billions of $)
http://pleasantbimble.blogspot.cz/2012/10/a-saudi-arabian-oil-minister-and.html
© Lubomír Nátr 2012
http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/fossil_fuels/fossil_fuels.html
Producenti
© Lubomír Nátr 2012
Problémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. století
1.1.Dostatek potravinDostatek potravin
22. Dostupnost vody. Dostupnost vody
Změny Změny
klimatuklimatu
Sluneční energie
Fosilní paliva
OdsolováníTransport ledovc ů
CO2
© Lubomír Nátr 2012
Problémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. stoletíProblémy 21. století
1.1.Dostatek potravinDostatek potravin
2. Dostupnost vody2. Dostupnost vody
Změny Změny
klimatuklimatu
Řešení?
F o s i l n íp a l i v a
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Biopaliva
Energy crops VERSUS food OR
energy crops AND food?
© Lubomír Nátr 2012
A false question:
Is there enough food on the Earth?
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Food productionMt (DM) year -1
Global bioenergy potentials from agricultural land i n 2050: Sensitivity to climate change, diets and yieldsHelmut Haberl et al ., b i o m a s s and b i o e n e r gy 3 5 ( 2 0 1 1 ) 4 7 5 3e4 7 6 9
© Lubomír Nátr 2012
Global bioenergy potentials from agricultural land i n 2050: Sensitivity to climate change, diets and yieldsHelmut Haberl et al ., b i o m a s s and b i o e n e r gy 3 5 ( 2 0 1 1 ) 4 7 5 3e4 7 6 9
Land area of the individual crops
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
www.sciencemag.org on February 23, 2011
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Pět problém ů spojených s produkcí energetických plodin:
1. Produkce rostlin pro potraviny nebo biopaliva?
2. Likvidace dalších ekosystém ů pro p ěstování energetických rostlin.
3. Intenzivní produkce plodin vyžadujevelké vstupy energie fosilních paliv,jejichž dostupnost bude klesat a ceny stoupat.
4. Důsledky bodu (3) pro produkci potravin budou zesíleny odb ěrem části biomasy pro bioenergii.
5. Odhady energetické výhodnosti energetických paliv : viz dále
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Nejčastější formyuplatnění rostlinných zbytkůke zmírnění globálních změn klimatu
Procesy omezujícíemise
Postupy nahrazujícíprocesy spojené s emisemi
Důsledky projevující seukládáním emisí
Ochrana půdypřed erozí
OmezenízpracovánípůdySníženíaplikacehnojiv apesticidůMenší potřebazávlah
Produkcebiolihu
Náhrada částiuhlí přispalování
Zvýšení obsahupůdní organickéhmotyZvýšeníbiogennítvorbyuhličitanů
Zlepšeníproduktivityekosystémů
Omezení spotřeby a závislosti na fosilních palivech
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Příklady energetického zisku biopaliv
© Lubomír Nátr 2012
Biopaliva představují v některých projektech významnou alternativu vyčerpatelným zdrojům fosilních paliv. Je to skupina dosti heterogenní, v níž jsou zastoupeny různé produkty různých způsobů zpracování biomasy. V současnosti se jedná zejména o tzv. biopaliva 1. generace, k nimž se řadí Etanol. Tyto se získávají kvasným zpracování cukru. Zdrojem mohou být sice obilniny, ale zatím nejvýhodnější je produkce z cukru cukrové třtiny nebo cukrové řepy. V současné době je také většina etanolu získávána z cukrové třiny. Chci připomenout, že cukrová třtina je druhem patřícím do skupiny C4, které se vyznačují vysokou rychlostí fotosyntézy a produkce biomasy.Tato přednost se projeví zejména v teplých podmínkách tropů a subtropů. Také tato ekologicko-pěstitelská výhoda se nepochybně uplatňuje na vysoké produkci etanolu v BraziliiEstery rostlinných olejů. Získávají se zejména z rostlin, jejichž biomasa je bohatá na rostlinné oleje – slunečnice, colza nebo palma olivová. Tyto estery jsou využívány v čtyřtaktních motorech, které přitom nemusí být nikterak upravovány.Evropská unie si ve svých plánech slibuje mimořádný nárůst podílu biopaliv na spotřebě všech paliv využívaných ve spalovacích motorech automobilů (viz také Rounsevell et al., 2006): Během následujících 30 let má jejich podíl stoupnout ze stávajícího necelého 1 % na 25 %.
© Lubomír Nátr 2012
1 kg hmotnosti sušiny biomasy = 17 MJ1 kg uhlí = 25 MJ
5 t obilek = 85 GJ odpovídá 3,1 t uhlí10 t nadzemní biomasy = 170 GJ odpovídá 6,2 t uhlí
Sluneční energie vesklizené biomase
Energie spot řebovaná na
Produkcihnojiv
AplikaceAplikaceagrocheagroche--mikáliímikálií
Mechanizace:Mechanizace:obdělání obdělání
půdy, půdy, výsev, sklize ň,výsev, sklize ň,
odvozodvozZtráty
Při produkcibiopaliva
Likvidaceodpadu
NeníNení„CO„CO 22 neutrální“neutrální“
(Je v rozvojovýchzemích)
© Lubomír Nátr 2012
1 kg hmotnosti sušiny biomasy = 17 MJ1 kg uhlí = 25 MJ
5 t obilek = 85 GJ odpovídá 3,1 t uhlí10 t nadzemní biomasy = 170 GJ odpovídá 6,2 t uhlí
Sluneční energie vesklizené biomase
Energie spot řebovaná na
Produkcihnojiv
AplikaceAplikaceagrocheagroche--mikáliímikálií
Mechanizace:Mechanizace:obdělání obdělání
půdy, půdy, výsev, sklize ň,výsev, sklize ň,
odvozodvozZtráty
Při produkcibiopaliva
Likvidaceodpadu
NeníNení„CO„CO 22 neutrální“neutrální“
(Je v rozvojovýchzemích)
© Lubomír Nátr 2012
0
5
10
15
20
25
30
35
Pšenice Kukuřice Sója
Celkem
Hnojiva
Input energy (GJ ha -1)
Alluvione et al., 2011
TotalFertilizers
Wheat Corn Soybean
© Lubomír Nátr 2012
0
2
4
6
8
10
12
14
EUE
Pšenice
Kukuřice
Sója
Energy Use Efficiency: Harvested Sun energy/ fossil input energy
Alluvione et al., 2011
© Lubomír Nátr 2012
Biomass can (must?!) also be usedto maintainsoil fertility (substrate and energy for soil fauna)
to produce
low greenhouse gas intensive materials,
feedstock for energy production and if
combined with carbon capture and sequestration it c an offerpermanent negative emissions.
© Lubomír Nátr 2012
In conclusion, the potential environmental impacts of large-scale biomass energy production, solar thermal plants, photovoltaic electricity generation, as well aswind energy capture and hydroelectric power,although presently not as obvious as those caused by fossil fuel use, may be significant and therefore must be carefully considered .
Huesemann, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change (2006) 11: 539–577
Nevertheless , a hint of optimism
Unknown and unpredictable climate changes in this century.
© Lubomír Nátr 2012
© Lubomír Nátr 2012
Factors determining the food requirement in 20501.1. GlobalGlobal populationpopulation2.2. PrevailingPrevailing dietdiet
((traditiontradition, religion, , religion, advertizingadvertizing…)…)3.3. FoodFood AND AND bioenergybioenergy
FoodFood AND AND bioenergybioenergy4.4. Změny klimatu ( )Změny klimatu ( )
Main changes:- Increase in CO 2 concentration (C3)- Temperature increase(C4)Increase in RD, senescence, „flowering“
- Ocean level rise- Changes of hydrological cycle
Fourth Assessment Report of theIntergovernmental Panel on Climate Change
HowHow to to garanteegarantee thethe foodfoodproductionproductionunderunder unknownunknown climateclimate??????
Recommended