Aktuální verze z 31. 7. 2015, 17:38

Minimalizace emisí CO2, výroba a úspory energií

Úvodní diskuze

Podle současného stavu poznání je přirozená koncentrace 260 ppm CO2. Dnes koncentrace CO2 dosahuje 360 ppm a dále stoupá. Hlavní riziko spočívá v tom, že při vyšších koncentracích (1000-2000 ppm) se klima Země již v minulosti dostalo do nestabilního stavu, které způsobilo masové vymírání. Proto se nejčastěji hovoří o hranici 500 ppm jako o bezpečné hranici. Vývoj a zpřesňování klimatických modelů, nová data z geologických výzkumů tuto hranici samozřejmě mohou v budoucnu zpřesnit. Pokud nedojde k zásadní změně, dosáhneme této kritické hranice v roce 2050.

V roce 2006 se tuna CO2 obchodovala za cca 10 USD, v roce 2007 za cca 30 USD. Odhady vývoje do budoucna hovoří i o 200 USD za tunu emisí CO2. Při 19 tunách emisí za rok v USA, 15 v ČR a 5 ve Švédsku zde tedy jde potenciálně o náklady 4000 USD (v USA), nebo 1000 USD (Švédsko) na obyvatele a rok.

Cílem je stabilizovat koncentraci CO2 na pod hranicí 500 ppm. K tomu je potřeba realizovat následující technické cíle.

Technologické cíle

Každé z následujících globálních opatření znamená snížení emisí CO2 o 25 mld. tun / rok.

• U osobních aut snížit současnou průměrnou spotřebu z 8 l/100km na 4 l/100km.
  • hybridní vozidla
  • Atkinsonův motor
• Snížit spotřebu elektřiny v budovách (byty, kanceláře, provozy) o 25% (solární panely a kolektory, tepelná čerpadla, rekuperace).
  • Technická zařízení budov a úsporné technologie
  • Projekty US Department of Energy
• Zvýšit účinnost ze 40 na 60% u 1600 velkých uhelných elektráren.
• U 800 velkých uhelných elektráren nainstalovat CCS (Carbon Capture and Storage), tj. systém ukládání CO2 do země.
  • Carbon Capture and Storage
• Pohánět 1,6 miliardy vozidel vodíkem nebo elektřinou z elektráren s instalovaným CCS.
  • Hy-wire, [1]
• Zdvojnásobit výrobu elektřiny v atomových elektrárnách, při současném odstavení ekvivalentního množství elektráren na fosilní paliva.
• Zvýšit 40 krát instalovaný výkon větrných elektráren.
• Zvýšit 700 krát výrobu elektřiny ze solárních elektráren
• Zvýšit 80 krát instalovaný výkon větrných elektráren a vyrábět z elektřiny vodík jako palivo pro vozidla.
• Pohánět 2 miliardy vozidel etanolem, produkovaným na jedné šestině zemědělské půdy.
• Zavést ekologicky šetrné zemědělství na 100% zemědělské půdy (bezorebné přesné setí, minimalizace spotřeby hnojiv, vody ..)

Auto bez spalovacího motoru

Pro inspiraci:

Vedle cesty jsou postaveny solární panely, které produkují elektřinu. Na vozovce se pohybuje auto, které je postaveno na konceptu hy-wire, které má elektromotory přímo v kolech a je řízeno elektronicky. Namísto palivových článků, které dodávají elektřinu, navrhněte systém, kde bude elektřina získávána z vedení, které je uloženo ve vozovce a je napájeno ze solárních panelů.

Vozidlo má baterie, které umožní krátkou jízdu 30 km, která dostačuje na dopravu z domu k dráze s elektrickým vedením. Baterie jsou nabíjeny jednak při parkování a jednak během jízdy, kdy je vozidlo poháněnou elektřinou z externího zdroje.

Některé z možných principů:

• Kontaktní způsob, kdy vozidlo získává elektřinu podobně jako trolejbus. Vodivé pásky mohou být například integrovány v pneumatikách.
• Bezkontaktní způsob může být založen na principu indukce proudu v elmag. poli. Je možné využít technologií vyvinutých pro bezkontaktní nabíjení baterií mobilních zařízení, jako je notebook? Vířivé, nebo přerušované elmag. pole, může roztáčet generátor ve vozidle (obrácená indukční brzda).

Variantou je upravená kolejová doprava, kde je vyřešen problém předjíždění.