Παγκόσμια Κατανάλωση Ενέργειας

ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ήλιος Κίνηση και ελκτικό δυναμικό του ήλιου, της σελήνης και της γης Γεωθερμική ενέργεια εκλύεται από ψύξη του πυρήνα, χημικές αντιδράσεις και ραδιενεργό υποβάθμιση στοιχείων μέσα στη γη Πυρηνικές αντιδράσεις πάνω στη γη Χημικές αντιδράσεις από ανόργανες πηγές (ενέργεια αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς ορυκτών και χημικών ενώσεων) Ροή της Ηλιακής ενέργειας: ~1 kw m -2 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Συνολική ισχύς από το ήλιο: 1.2 x 10 5 TW 18 MW / άτομο (~ ισχύς 1 Ηλεκτροπαραγωγού μονάδας ανά 15 άτομα) Πληθυσμός της γης: 6.7 x 10 9 άτομα (2007) Παγκόσμια Κατανάλωση Ενέργειας Quads = 1.055 10 18 joule 6

Πίνακας 1.1: Εκτιμούμενα παγκόσμια ενεργειακά αποθέματα (10 21 Joules) Ενεργειακή Πηγή Αποδεδειγμένα αποθέματα Εκτιμώμενο υπόλοιπα Άνθρακας 25.3 177.2 Αργό πετρέλαιο Υγρό φυσικό αέριο 3.7 12.7 Φυσικό αέριο 2.1 11.6 Σχάσιμα υλικά 1.4 2.6 Πίνακας 1.2: Εκτιμώμενο ποσοστά επί του παγκοσμίου ενεργειακού δυναμικού από υδατοπτώσεις για διάφορες περιοχές του πλανήτη Περιοχή Ασία 28 Ν. Αμερική 20 Β. Αμερική 16 Αφρική 16 Πρώην Σοβιετική Ένωση 11 Ευρώπη 7 Ωκεανία 2 Ποσοστό επί του παγκόσμιου δυναμικού [%] 7

ΟΔΗΓΙΑ του ΕΥΡΩΠΑΪΚΟΥ ΚΟΙΝΟΒΟΥΛΙΟΥ ΚΑΙ του ΕΥΡΩΠΑΙΚΟΥ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟΥ για την προώθηση της χρήσης της ενέργειας από τις ανανεώσιμες πηγές Κάθε κράτος μέλος πρέπει να αυξήσει τη χρήση ανανεώσιμων μορφών ενέργειάς του - όπως ηλιακή, αιολική και υδροηλεκτρική - σε μία προσπάθεια να αυξηθεί το ποσοστό της ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση από 8.5% που είναι σήμερα σε 20% μέχρι το 2020. Στο γενικό στόχο της ΕΕ συμπεριλαμβάνεται επίσης χρήση 10% των «πράσινων καυσίμων» στις μεταφορές Για να επιτευχθεί ο στόχος, κάθε κράτος στην ομάδα των 27 μελών πρέπει να αυξήσει το ποσοστό των ανανεώσιμων πηγών κατά 5.5% σχετικά με τα επίπεδα του 2005, ενώ η υπόλοιπη αύξηση υπολογίζεται με βάση του κατά κεφαλήν ακαθάριστου εγχώριου προϊόντος. Κράτος Ποσοστό ανανεώσιμων το 2005 Ποσοστό που απαιτείται για το 2020 Austria 23.3% 34% Belgium 2.2% 13% Bulgaria 9.4% 16% Cyprus 2.9% 13% Czech Republic 6.1% 13% Denmark 17% 30% Estonia 18% 25% Finland 28.5% 38% France 10.3% 23% Germany 5.8% 18% Greece 6.9% 18% Hungary 4.3% 13% Ireland 3.1% 16% Italy 5.2% 17% Latvia 32.6% 40% Lithuania 15% 23% Luxembourg 0.9% 11% Malta 0% 10% The Netherlands 2.4% 14% Poland 7.2% 15% Portugal 20.5% 31% Romania 17.8% 24% Slovak Republic 6.7% 14% Slovenia 16% 25% Spain 8.7% 20% Sweden 39.8% 49% United Kingdom 1.3% 15% 8

ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΚΑΤΑΝΑΛΛΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (Mtones ισοδύναμο πετρελαίου) Χώρα 1973 1980 1990 2000 2004 2005 World, total 6,127.5 7,227.6 8,757.7 10,029.2 11,135.6 11,433.9 Norway 14.6 18.7 21.5 25.8 28.3 32.1 Denmark 19.8 19.8 17.9 19.4 20.2 19.6 Finland 21.4 25.4 29.2 33.0 37.9 35.0 Iceland 1.2 1.5 2.2 3.2 3.5 3.6 Sweden 39.3 40.8 47.6 48.2 53.2 52.2 Belgium 46.3 47.0 49.2 59.1 58.1 56.7 France 184.7 193.6 227.8 258.4 274.9 276.0 Greece 12.4 15.7 22.2 27.8 30.5 31.0 Italy 128.9 132.2 148.0 173.1 182.8 185.2 Netherlands 62.4 65.0 66.8 75.9 82.2 81.9 Poland 93.1 123.0 99.9 89.4 91.8 93.0 Portugal 7.2 10.3 17.8 25.3 26.6 27.2 Spain 52.4 68.6 91.1 124.7 142.3 145.2 United Kingdom 220.7 201.3 212.2 233.9 233.5 233.9 Switzerland 19.7 20.9 25.0 26.2 27.1 27.2 Czech Republic 45.4 47.3 49.0 40.4 45.8 45.2 Turkey 24.4 31.5 53.0 77.0 81.9 85.2 Germany 337.9 360.4 356.2 343.6 348.2 344.8 Hungary 21.3 28.5 28.6 25.0 26.4 27.8 Austria 21.7 23.3 25.1 29.0 33.3 34.4 Canada 159.8 193.0 209.4 249.2 268.7 272.0 United States 1,736.5 1,811.7 1,927.5 2,306.6 2,328.6 2,340.3 China 3 431.0 603.9 873.9 1,120.8 1,600.1 1,735.2 9

10

11

12

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Συνδυασμός Παραγωγής Χρήσης Μετατροπή ενέργειας σε άλλη μορφή απώλεια ενέργειας ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Αποδοτικότητα συστήματος: χρήσιμη ενέργεια / προσφερόμενη ενέργεια Παράδειγμα: Χρήση Ηλεκτρικής Ενέργειας για Φωτισμό ΠΑΡΟΥΣΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΑΠΟΔΟΣΗ (%) ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΑΠΟΔΟΣΗ (%) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 30 Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας + θέρμανση 80 Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας 90 Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας 90 Φωτισμός με λαμπτήρες Φωτισμός με λαμπτήρες χαμηλής 5 πυρακτώσεως κατανάλωσης 20 ΣΥΝΟΛΟ: 1.4 ΣΥΝΟΛΟ: 14.0 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ Αύξηση απόδοσης - ελάττωση οικονομικών απωλειών Ανανεώσιμες: Αξιοποίηση όλης της ενέργειας που μπορεί να παραχθεί 13

Τηλεθέρμανση στην Πτολεμαΐδα 14

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Μεταβλητότητα στο χρόνο: Ζήτηση Προσφορά (περιοδικότητες) Μεταβλητότητα στο χώρο: ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ: Το ποσοστό της ενέργειας που μπορεί να μετατραπεί σε μηχανικό έργο Αποδόσεις ανανεώσιμων μορφών ενέργειας Μηχανικό έργο ΑΠΟΔΟΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗ Θερμότητα Ακτινοβολία (%) (%) (%) Άνεμος 35 Καύση βιομάζας 35 Φωτοσύνθεση 5 Ύδατα 70-90 Ηλιακοί συλλέκτες 37 Φωτοχημεία μεταβλητή Κύματα 50 Ηλιακοί πύργοι 60 Φωτοβολταϊκά στοιχεία 20-30 Παλίρροιες 75 Θερμικές μηχανές 35 ΤΕΧΝΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ Αναζήτηση εκτίμηση ενεργειακού δυναμικού σε μια περιοχή Χρήση υπαρχουσών μετρήσεων Εκτέλεση νέων μετρήσεων Θεωρητικοί υπολογισμοί - μοντέλα ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ Μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης Ελαχιστοποίηση απωλειών και κόστους 15

16

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΤΗΣ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΧΡΗΣΗ ΜΕ ΕΛΕΓΧΟ ΦΟΡΤΙΟΥ 17

18

ΚΟΙΝΩΝΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΙΣ Κοινωνικές δομές και τρόποι διαβίωσης π.χ. Άνθρακας και πετρέλαιο βιομηχανοποίηση ανάπτυξη ανανεώσιμων μορφών τεχνολογία Αποκέντρωση και διασπορά πληθυσμού και δραστηριοτήτων Ρύπανση Ελάχιστη περιβαλλοντική επιβάρυνση Εξαιρέσεις: η καύση βιομάζας οπτική ρύπανση από μονάδες παραγωγής (ανεμογεννήτριες, φωτοβολταϊκά) υποβάθμιση ποιότητας γαιών από κατάχρηση γεωργικής παραγωγής θόρυβος (ανεμογεννήτριες) ρύπανση από την κατασκευή των διατάξεων με χρήση συμβατικών πηγών Μακροχρόνιες επιπτώσεις τεχνολογία και επιστήμη εκπαίδευση περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση αρχιτεκτονική αντίληψη 19