Energetska pismenostlab.fs.uni-lj.si/kes/gospodarjenje_z_energijo/GE - energetska pismenost.pdf · Kratka zgodovina rabe energije človeštva •Prva hidrocentrala konec 19. stoletja

Energetska pismenostBistvena načela in temeljni koncepti

Agenda

• Kaj je energetska pismenost?

• Zakaj je energetska pismenost pomembna v trajnostnem

razvoju?

• Energetska pismenost je pomemben člen družbene

pismenosti in pismenosti naravnih znanosti!

2 10/8/2019 Gospodarjenje z energijo – energetska pismenost

Kaj je energetska pismenost?

Energetska pismenost je razumevanje narave in vloga energije v vesolju in v našem

življenju. Energetsko pismena oseba:

• lahko identificira tok energije in razmišlja v okviru energetskih sistemov;

• ve, koliko energije porabi, za kaj, in od kod prihaja energija;

• lahko oceni verodostojnost informacij o energiji;

• lahko smiselno debatira o energiji in rabi energije;

• Ima sposobnost odločanja o rabi energije na podlagi razumevanja vplivov in posledic;

• se še naprej uči o energiji skozi celotno njegovo žiljenje;

3 10/8/2019 Gospodarjenje z energijo– energetska pismenost

Kaj pomeni energetska pismenost?

Boljše razumevanje energije lahko:

• Vodi do bolj pametnih odločitev;

• Izboljša varnost določene države;

• Spodbuja ekonomski razvoj;

• Vodi k trajnostni izrabi energije;

• Zmanjšuje okoljska tveganja in okoljski odtis;

• Pomaga organizacijam in posameznikom prihraniti;


Energetska pismenost je pomemben člen družbene pismenosti in pismenosti naravoslovnih znanosti!

Obsežna študija o energiji mora biti interdisciplinarna. Energetska vprašanja ne

morejo biti razumeti in problemov ni mogoče rešiti z uporabo zgolj naravoslovja ali

inženiringa. Energetski izzivi pogosto zahtevajo razumevanje družbe, zgodovine,

ekonomije, sociologije, psihologije in politike poleg znanosti, matematike in

tehnologije.

Tako kot sta družbena in naravoslovna znanost del energetske pismenosti, je tudi, je

energetska pismenost bistven del pismenosti v družbenih in naravoslovnih

znanosti.


Kratka zgodovina rabe energije človeštva

• Tok energije skozi zemeljski sistem se začne s soncem, nekaj ga ujamejo organizmi, drugo kot izguba v okolje!

• Prvi stik z energetiko je ogenj – 400.000 let nazaj

• Izgradnja peči in priprava hrane kot tudi začetek izrabe rude za pridobivanje kovin – 2400 let nazaj

• Do industrijske revolucije je energy/capita=konst., kljub izkoriščanu vode, vetra, sonca, biomase, živali za transport, itd.

• Industrijska revolucija (parni stroj) – najprej za črpanje iz rudnikov premoga, nato (Watt James) tudi za transport premoga, lokomotive, nazadnje tudi avtomobile (premog je nadomestil les kot glavni enegent);

• Premog do sredine 20. stoletja glavni energent, nato ga izrine nafta;

• Naslednji velik tehnološki skok – proizvodnja (Faraday) in transport (Tesla) električne energije;

• V 20. stoletju tudi kot posledica reativnostne teorije – jedrska energija6 10/8/2019 Gospodarjenje z energijo– energetska pismenost


• Prva hidrocentrala konec 19. stoletja – v 2010 okoli 15 % svetovne proizvodnje elektrike;

• Veter se uporablja že od davne preteklosti – v 2009 skoraj 2 % svetovne proivodnje elektrike;

• Jedrska energija dandanes okoli 15 % svetovne proivodnje elektrike;

• Sončne celice (PV) manj kot 1 % svetovne proivodnje elektrike;

• Geotermalna (prva 1911) v Larderello, Italija;

Kljub vsem tehnologijam fosilna goriva osdtajajo primaren vir energije naše družbe: nafta, premog, zemeljski plin, itd.

V 2010 1.3 miljarde ljudi brez dostopa do elektrike;



Globalna družbena podpora virom energije


Kot pri vseh človeških prizadevanjih je uporaba energetskih virov in proizvodnja

električne energije imela in bo še naprej imela učinke in posledice, tako dobre kot

slabe. Ozaveščenost o energiji, ki jo uporabljamo za proizvodnjo, procese, pakiranje

in prevaz hrane, ali energijo, ki se uporablja za oskrbo z vodo in predelavo odpadne

vode, je pomembna, če je družba pripravljena/želi zmanjšati odpadke in povečati

učinkovit.


10

Bistvena načela in temeljni koncepti

1. Energija je fizikalna količina, za katero veljajo natančni, dobro znani naravni zakoni.

2. Fizikalne procese na Zemlji poganjajo tokovi energije, ki tečejo skozi celoten sistem planeta Zemlja

3. Biološki procesi so del procesov na Zemlji, ki jih poganjajo energijski tokovi

4. Za svoje aktivnosti potrebujemo energijo, ki jo moramo učinkovito prenesti (pognati in usmeriti njen tok) od vira do porabnika

5. Na odločitve o izbiri in izkoriščanju virov energije vplivajo ekonomski, politični, okoljski in družbeni dejavniki

6. Količina porabljene energije v človeški družbi zavisi od številnih dejavnikov

7. Odločitve o izbiri in rabi virov energije vplivajo na kakovost življenja posameznika in družbe

10/8/2019 Gospodarjenje z energijo– energetska pismenost

1. Energija je fizikalna količina, za katero veljajo natančni, dobro znani naravni zakoni.

• Je količina, ki se prenaša od sistema na sistem;

• Energija sistema, ki se odraža v temperaturi je toplotna energija• Prevod

• Kondukcija

• Konvekcija

• Energija se ne ustavarja niti ne uničuje – se prenaša

• Energija, ki jo je možno pretvoriti v katerokoli drugo obliko energije se zmanjšuje pri prenosu iz sistema na sistem / eksergija

• Je v različnih oblikah a v dveh skupinah: kinetična in potencialna• Svetloba

• Kemična

• Električna

• Toplota

• Prožnostna

• Kemične in jedrske reakcije vsebujejo prenos in pretvorbo energij

• Veliko različnih enot se uporablja za vrednotenje energije (J, kcal, BTU, kWh, etc.)

• Moč je merilo prenosa energije – enota 1 Watt = 1J/s


2. Fizikalne procese na Zemlji poganjajo tokovi energije, ki tečejo skozi celoten sistem planeta Zemlja

• Zemlja se neprestano spreminja zaradi energijskih tokov skozi sistem;

• Sončna svetloba, gravitacijski potencial, razpad radioaktivnih izotopov in rotacija Zemlje so glavni viri energije, ki so gonilo fizikalnih procesov na zemlji (PV, geotermalna);

• Vreme na Zemlji in klimatske razmere, so v glavnem posledica Sonca;

• Voda ima največjo vlogo pri skladiščenju in prenosu energije znotraj sistema Zemlje (vodni cikel);

• Premikanje materije med rezervoarji je posledica notranjih in zunanjih virov energije (krog ogljika)

• Toplogredni plini vplivajo na pretok energije skozi sistem Zemlje;

• Učinek sprememb v zemeljskem energetskem sistemu ni očiten takoj (mesci, leta, desetletja);


3. Biološki procesi so del procesov na Zemlji, ki jih poganjajo energijski tokovi

• Sonce je glavni vir energije za organizme in ekosisteme katerih del so;

• Hrana je biogorivo za organizme za vzdrževanje notranjih življenjskih procesov;

• Energija, sposobna opravljati delo (eksergija) se zmanjšuje pri prenosu od organizma do organizma (izgube v okolico);

• Energija teče skozi prehranjevalne mreže v smeri od proizvajalcev do porabnikov do razgrajevalcev;

• Na ekosisteme vplivajo spremembe razpoložljivosti energije in snovi;

• Ljudje so del zemeljskih ekosistemov in vplivajo na pretok energije skozi te sisteme;



• Ljudje spreminjajo in prenašajo energijo iz narave v oblike uporabne za človeške aktivnosti (primarna – sekundarna – končna – koristna / toplota, svetloba, delo, zvok);

• Uporaba energije je podvržena omejitvam (naravni viri in omejitve, politične razmere, itd.);

• Fosilna in biogoriva so goriva, ki skladiščijo energijo Sonca;

• Ljudje prenašajo energijo iz enega konca na drug (cisterne, elektrika, plinovod, itd.)

• Proizvodnja električne energije poteka na različne načine (fosilne elektrarne, nuklearke, voda, veter, itd.)

• Poznamo različne načine skladiščenja energije (baterije, voda, vodik, toplotni zalogovniki) – tehnološki, ekonomski in socialni izzivi!

• Različni viri energije in različni načini energije se lahko pretvorijo, prevažajo in shranijo, vsak ima različne prednosti in pomanjkljivosti.


4. Za svoje aktivnosti potrebujemo energijo, ki jo moramo učinkovito prenesti (pognati in usmeriti njen tok) od vira do porabnika


Uporaba energije iz naravnih virov

16

viri primarne energije

premogsurovanafta

pliniz vrtine

uraniz rudnika

drvaiz gozda

sončnosevanje

voda veter

Gospodarjenje z energijo– energetska pismenost


17


premogsurovanafta

pliniz vrtine

uraniz rudnika

drvaiz gozda

sončnosevanje

voda veter

sekundarna energija

mehanskodelo vodneali vetrneturbine

električnaenergija velektrarni

topla vodav toplarni

koksmotorna

gorivazemeljski

plinnasekana

drvatrgovskipremog



18


premogsurovanafta

pliniz vrtine

uraniz rudnika

drvaiz gozda

sončnosevanje

voda veter

sekundarna energija




koksmotorna

gorivazemeljski

plinnasekana

drvatrgovskipremog

končna energija

topla vodaza radiatorje

električna energijaza el. motor

električna energijaza žarnico

električna energijaza radio



19


premogsurovanafta

pliniz vrtine

uraniz rudnika

drvaiz gozda

sončnosevanje

voda veter

sekundarna energija




koksmotorna

gorivazemeljski

plinnasekana

drvatrgovskipremog

končna energija

topla vodaza radiatorje

električna energijaza el. motor

električna energijaza žarnico

električna energijaza radio

koristna energija

toplota mehansko delo svetloba zvok



• Odločitve v zvezi z uporabo energetskih virov potekajo na številnih ravneh (individualno, skupnost, država, itd.);

• Energetska infrastruktura ima veliko vztrajnost (odločitve vplivajo v prihodnost ...);

• Energijske odločitve lahko sprejemamo le s sistematičnim pristopom;

• Na odločitve v energetiki zelo vpiva

• Ekonomija (cena, borza, vir energije, itd.)

• Politika (vlada, svetovna politika, podjetja, itd.);

• Okoljski faktorji (strategije, cena – kuponi, itd.)

• Socialni oz. družbeni faktorji (etika, morala – vsebujejo vse zgoraj navedene vplive)





• Ohranitev energije ima dva povsem drugačna pomena

• Zakon o ohranitvi energije,

• Varčevanje;

• Eden od načinov ohranjanja energije je skozi varčevanje z energijo;

• Potrebe po energiji naraščajo;

• Zemlja ima omejene energetske vire;


23

Končnost zalog fosilnih goriv – problem št. 1



• Ohranitev energije ima dva povsem drugačna pomena

• Zakon o ohranitvi energije,

• Varčevanje;

• Eden od načinov ohranjanja energije je skozi varčevanje z energijo;

• Potrebe po energiji naraščajo;

• Zemlja ima omejene energetske vire;

• Družbene in tehnološke inovacije vplivajo na porabo energije družbe (tudi zmanjšanje energije/capita lahko ima pozitiven učinek);

• Obnašanje in oblikovanje vplivata na količino energije, ki jo uporablja človeška družba;

• Proizvodi in storitve vsebujejo v sebi določeno količino energije, ki jo nosijo s sabo (LCA – študija življenjskih ciklov);

• Količina porabljene in prenesene energije je lahko kontrolirana in izračunana;



• Ekonomska blaginja je tesno povezana z energetskimi odločitvami

• Odločitve (individualno, družbeno) → ekonomika → blaginja

• Državna varnost je povezana z energetsko politiko (lastne vs. uvožene zaloge energentov);

• Kvaliteta okolja je tesno povezana z energetskimi odločitvami;

• Povečane potrebe in omejena zaloga fosilnih goriv zelo vpliva na življenje ne Zemlji;


26

premog

nafta

zemeljski plin

jedrsko gorivo

lesna biomasa

vodna energija

energija vetra

nova biomasa

sončna energija

geotermalna energija

odprto

10

tce

9

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060

0

10

20

30

40tce ... tona premogovega ekvivalenta

1 tce = 29,3 GJ

Raba primarnih virov energije

ENERGETSKA OSKRBA VČERAJ, DANES IN JUTRI

Gospodarjenje z energijo – energetska pismenost


• Ekonomska blaginja je tesno povezana z energetskimi odločitvami

• Odločitve (individualno, družbeno) → ekonomika → blaginja

• Državna varnost je povezana z energetsko politiko (lastne vs. uvožene zaloge energentov);

• Kvaliteta okolja je tesno povezana z energetskimi odločitvami;

• Povečane potrebe in omejena zaloga fosilnih goriv zelo vpliva na življenje ne Zemlji;

• Dostopnost do energetskih virov je tesno povezana s kvaliteto življenja;

• Določene družbe so bolj ranljive glede na energetske politike kot druge (samozadostnost, močna odvisnost);




Documents

Energetska pismenostlab.fs.uni-lj.si/kes/gospodarjenje_z_energijo/GE - energetska pismenost.pdf · Kratka zgodovina rabe energije človeštva •Prva hidrocentrala konec 19. stoletja