Globální změny klimatu a trvale udržitelný rozvojkfrserver.natur.cuni.cz/gztu/download/pdf/2012/P68_7.pdfGlobální změny klimatu a trvale udržitelný rozvoj 7. Ekonomické,

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



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



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/


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






http://oneinabillionblog.com/collapse/expensive-energy/






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.


http://www.davidsuzuki.org/blogs/panther-lounge/2010/07/happiness-comes


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.




Clean Energy Investment 2010 (Billions of $)

http://pleasantbimble.blogspot.cz/2012/10/a-saudi-arabian-oil-minister-and.html



Producenti


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


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



Biopaliva

Energy crops VERSUS food OR

energy crops AND food?


A false question:

Is there enough food on the Earth?




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


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



www.sciencemag.org on February 23, 2011



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




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



Příklady energetického zisku biopaliv


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 %.


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)


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)


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


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


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.


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.



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??????

Documents

Globální změny klimatu a trvale udržitelný rozvojkfrserver.natur.cuni.cz/gztu/download/pdf/2012/P68_7.pdfGlobální změny klimatu a trvale udržitelný rozvoj 7. Ekonomické,