Gałąź przemysłu zajmująca się przetwarzaniem dostępnych form energii w postać łatwą do wykorzystania w gospodarce i życiu codziennym to energetyka. Obecnie głównym źródłem energii są paliwa kopalne, a wśród nich ropa naftowa. Ale czy tak będzie zawsze? Czy znaczenie ropy naftowej się nie zmieni? Czy odnawialne źródła energii mogą być realną alternatywą? Co za nimi przemawia, a co przeciwko nim?

R1Ij1JGwYBSaK
Czy „ropa rządzi światem”?
Rafineria ropy naftowej w Anacortes, niedaleko Seattle w Stanach Zjednoczonych. W tle wulkan Mount Baker (3286 m n.p.m.)
Źródło: Walter Siegmund, CC BY 2.5, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3413542, licencja: CC BY-SA 3.0.
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
  • na czym polega zróżnicowanie klimatyczne Ziemi;

  • jak powstają skały pochodzenia organicznego;

  • zróżnicowanie źródeł energii wykorzystywanych przez różne państwa;

  • strukturę światowej produkcji ropy naftowej oraz to, że z Bliskiego Wschodu pochodzi ok. 1/3 światowej produkcji ropy naftowej.

Twoje cele
  • Omówisz zmiany zapotrzebowania na energię we współczesnym świecie.

  • Opiszesz strukturę wykorzystania surowców energetycznych.

  • Ocenisz uzależnienie produkcji energii od surowców nieodnawialnych.

  • Wyjaśnisz, co znaczy zdanie: ropa rządzi światem.

iPGBnPYf3N_d5e173

1. Zmiany zapotrzebowania na energię

Terminy energia, produkcja (wytwarzanie), zużycie (konsumpcja) będą używane w tej lekcji w znaczeniu potocznym, a nie naukowym. Zamiast dokładnego opisu informującego o tym, że produkcja to przekształcanie: energii chemicznej w cieplną w procesie utleniania węgla (spalania), następnie w mechaniczną, a następnie w elektryczną – mowa będzie o produkcji energii w elektrowni. W taki sam sposób rozumiane będzie zużycie, mimo że z fizycznego punktu widzenia następuje tylko przekształcenie jednego rodzaju energii w drugi. Jadąc samochodem czy korzystając z lamp, zużywamy energię (w rzeczywistości zamieniamy energię chemiczną w mechaniczną i elektryczną w świetlną). Słowo energia zastąpi wszystkie jej fizyczne postacie oraz będzie oznaczać ekwiwalenty energetyczne paliw kopalnych.

Potrzebujemy coraz więcej energii nie tylko dlatego, że stale rośnie liczba ludzi na świecie. Stosowane technologie, nowe wynalazki, działania na rzecz ułatwiania życia itd. wymagają większych nakładów energii, nawet jeśli są coraz mniej energochłonne. Konsumpcja energii na świecie rośnie szybciej niż liczba ludności. Szybki wzrost zużycia energii jest szczególnie dobrze widoczny w przypadku państw rozwijających się, gdzie rozwój gospodarczy towarzyszy szybkiemu wzrostowi liczby ludności i jej awansowi ekonomicznemu.

R1IXiJEP97FXS
Zmiany liczby ludności świata i ilości zużytej energii
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
RQzuFN4tBMMNn
Zmiany konsumpcji energii w Indiach i Japonii
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Większość zasobów naturalnych nie jest na Ziemi rozmieszczona równomiernie. Tak jest też z surowcami energetycznymi. Dlatego istnieje dysproporcja między wielkością produkcji i zużyciem energii w ujęciu przestrzennym pomiędzy poszczególnymi kontynentami.

R1d9IjlIA8UwO
Udział kontynentów w produkcji i konsumpcji energii (%)
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Ameryka Północna ma podobny udział zarówno w produkcji, jak i w zużyciu energii. Azja i Europa zużywają więcej energii, niż same są w stanie wyprodukować. Z kolei Afryka, państwa WNPWNPWNP (głównie Rosja) oraz kraje Pacyfiku z Australią na czele wytwarzają więcej energii niż konsumują.

Jeżeli różnica ilości energii zużywanej i wytwarzanej jest dodatnia, to oznacza, że region jest zależny od dostaw surowców energetycznych. Tak jest na przykład w Europie, która wytwarza 8% światowej energii, ale zużywa niemal dwa razy więcej – 14%.

Większe kontrasty pomiędzy produkcją i konsumpcją energii pokazują dane na poziomie państw. Włochy potrzebują 5 razy więcej energii z zagranicy, niż są w stanie wytworzyć, korzystając z własnych źródeł, a Japonia prawie 18 razy. Inne kraje z kolei dysponują ogromnymi nadwyżkami – np. Kuwejt czy Norwegia korzystają tylko z 20% dostępnego we własnym państwie potencjału; większość energii eksportują.

Państwa o największej i najmniejszej zależności od importowanej energii w 2020 roku

Państwo

Stosunek ilości energii importowanej do wytwarzanej ze źródeł krajowych

Państwo

Stosunek ilości energii importowanej do wytwarzanej ze źródeł krajowych

Japonia

17,7

Zjednoczone Emiraty Arabskie

0,3

Tajwan

8,6

Algieria

0,3

Korea Południowa

5,4

Arabia Saudyjska

0,3

Włochy

5,0

Kolumbia

0,3

Portugalia

4,7

Kuwejt

0,2

Belgia

4,1

Norwegia

0,2

iPGBnPYf3N_d5e236

2. Zmiany struktury produkcji energii

Rewolucja przemysłowa wymusiła wykorzystanie nieodnawialnych źródeł energii, takich jak paliwa kopalne. Współcześnie znamy już negatywne następstwa ich spalania. Dlatego bardzo dużo wysiłku wkłada się w rozwój energetyki opartej na źródłach odnawialnych.

R1dr5ICCuy9a21
Moc zainstalowanych urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii na świecie
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Niestety, mimo ciągłego postępu nadal jesteśmy i w przewidywalnej przyszłości będziemy zależni od węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego. Korzystanie z nich zapewnia energię w wielkich ilościach, niezależnie od zmiennych warunków środowiskowych, takich jak siła wiatru czy natężenie promieniowania słonecznego.

R4jeUzthjudwa1
Zmiany wielkości produkcji energii wg źródeł (po 2020 r. prognozy)
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Od 1990 do 2010 roku udział nieodnawialnych źródeł energii w światowej energetyce prawie nie zmienił się i wynosił ok. 84%. Do 2040 roku przewidywany jest spadek ich udziału, ale nadal będzie to ponad 75%. Wynika to między innymi ze zmieniającej się struktury pozyskiwania energii związanej z rozwojem ekonomicznym – paliwa kopalne mają coraz mniejsze znaczenie.

Warto wiedzieć

Duże nadzieje wiąże się z tzw. gazem łupkowym. Jest to gaz ziemny zalegający w skałach, z których potrafimy go opłacalnie wydobywać dopiero od ok. 20 lat. Pojawienie się gazu łupkowego na wielką skalę zachwiało światowym rynkiem surowców energetycznych. Szybko rosnące wydobycie zmniejszyło zapotrzebowanie na węgiel kamienny i ropę naftową zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych. Szacuje się, że globalny rynek gazu łupkowego będzie w najbliższych latach rósł w tempie ponad 9% rocznie.

RUdJ7xUN60jCv
Struktura źródeł energii
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
1
Polecenie 1

W 1977 roku przetworzenie przez baterię słoneczną energii słonecznej na 1W energii elektrycznej kosztowało prawie 77$, a w 2014 – 0,36$. Odpowiedz, czy twoim zdaniem baterie słoneczne są rozwiązaniem problemów energetycznych świata?

R1PG6a3MTbEVv
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
iPGBnPYf3N_d5e294

3. Konsekwencje zależności od paliw kopalnych

Uzależnienie od paliw kopalnych niesie wiele konsekwencji. Pierwsza grupa to skutki środowiskowe. Kopalnie powodują zmiany w krajobrazie. W przypadku kopalń węgla z jednej strony powstają hałdy, z drugiej wskutek zapadania się chodników dochodzi do obniżenia terenu. Przez usuwanie wód kopalnianych obniża się poziom wód gruntowych i tworzą się leje depresyjne. Wydobyte surowce należy przewieźć, buduje się więc linie kolejowe, drogi i rurociągi. Skutkami spalania są: pyły, tlenki siarki powodujące kwaśne deszcze, dwutlenek węgla według wielu opinii przekładający się na wzmożony efekt cieplarniany oraz wzrost zakwaszenia wód oceanicznych.

R1ZeN6MzRGHHa
Odkrywkowa kopalnia węgla kamiennego w Wyoming (Stany Zjednoczone)
Źródło: Greg Goebel, CC BY-SA 2.0, dostępny w internecie: https://www.flickr.com/photos/37467370@N08/7639182256, licencja: CC BY-SA 3.0.

Dochód dla eksporterów to konsekwencja ekonomiczna. Jest to szczególnie ważne w przypadku krajów rozwijających się, posiadających surowce energetyczne, mających zwykle niewiele innych, bardziej dochodowych możliwości uzyskania zagranicznej waluty, za którą mogą zakupić potrzebne dobra.

Czołowi eksporterzy węgla kamiennego w 2020 roku

Państwo

Udział w światowym eksporcie (%)

Australia

39,5

Indonezja

17,6

Rosja

15

Stany Zjednoczone

7,4

Kolumbia

4,3

Kanada

4,1

Mongolia

2,4

Mozambik

0,7

Polska

0,6

Chiny

0,5

Holandia

0,5

Pozytywną konsekwencją społeczną łączącą się z wydobyciem, transportem i przetwarzaniem paliw kopalnych jest wzrost dochodów i poziomu życia osób z nimi związanych. Przykładem negatywnej konsekwencji jest często zniszczenie środowiska w celu uzyskania dostępu do złóż surowców, w tym energetycznych. Wywołuje to niezadowolenie społeczne i protesty, które czasem prowadzą do zaniechania eksploatacji.

Nierównomierny dostęp do złóż surowców energetycznych niesie również skutki polityczne. Umowy handlowe są podpisywane nie tylko ze względu na ekonomiczny interes kupca i oferenta, ale także ze względu na możliwości wywierania wpływu. Ponieważ kontrakty są zwykle wieloletnie, kontrahenci są mocno ze sobą związani. Jest to szczególnie widoczne w przypadku wydobywania ropy naftowej.

R1C4ONqoBc4Wy
Odsetek światowej produkcji i konsumpcji ropy naftowej w 2020 roku
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Chiny podpisują umowy na dostawy bardzo im potrzebnej ropy naftowej, nie zwracając uwagi na panujący system rządów w kraju produkującym to paliwo. Na przykład mają umowę z Sudanem, którego prezydent jest ścigany listem gończym Międzynarodowego Trybunału Karnego za zbrodnie w DarfurzeDarfurDarfurze. Natomiast kraje zachodnie nie protestują przeciwko absolutystycznym formom rządów w Arabii Saudyjskiej, kraju o jednym z największych wydobyć ropy naftowej, i zaopatrują się tam w jej olbrzymie ilości.

Innym przykładem znaczenia politycznego ropy naftowej jest Organizacja Państw‑Eksporterów Ropy Naftowej (OPEC). Tworzy ją 12 państw, głównie z Bliskiego Wschodu, ale też z Afryki i Ameryki Południowej. Ponieważ razem wydobywają ok. 40% światowej ropy, podejmując decyzje o wielkości wydobycia, kształtują cenę ropy na światowym rynku. Ta z kolei rzutuje na koszty transportu i produkcji wielu dóbr, np. paliw, tworzyw sztucznych, farb, środków ochrony roślin. Koszty wytworzenia i dostawy kształtują ceny produktów, a przez to wielkość sprzedaży. Zauważono nawet oddziaływanie cen ropy na stopy procentowe. Można stwierdzić, że ceny ropy mają wielki wpływ na wzrost gospodarczy.

Powyższe przykłady są przesłankami potwierdzającymi prawdziwość zdania, że wciąż ropa rządzi światem.

1
Polecenie 2

Wyjaśnij, dlaczego Rosja i Stany Zjednoczone nie należą do OPEC.

R16wEiKkOq60d
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

W 2014 roku z Bliskiego Wschodu pochodziło 20% ropy naftowej importowanej przez Stany Zjednoczone, 51% przez Chiny i 73% przez Japonię (wg raportu BP z lipca 2015 r.).

Praca domowa

Wenezuela jest obecnie 9. w kolejności producentem ropy naftowej na świecie, ale jej zasoby przewyższają zasoby Arabii Saudyjskiej i Rosji zajmujących czołowe miejsca. Przedstaw, jakie byłyby prawdopodobne ekonomiczne, społeczne i polityczne konsekwencje, gdyby Wenezuela stała się światowym liderem wydobycia ropy naftowej.

R1LsQYk9sx73g
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Pokaż podpowiedź#15537cwhite
iPGBnPYf3N_d5e367

Podsumowanie

  • Zapotrzebowanie na energię na świecie rośnie szybciej niż liczba ludności.

  • Najwięcej energii zużywa Azja, następnie Ameryka Północna i Europa.

  • Najwięcej surowców energetycznych pochodzi z Azji, Ameryki Północnej i wydzielonej jako odrębny region w klasyfikacji – WNP (głównie Rosji).

  • Mimo postępu w rozwoju technologii wykorzystania odnawialnych źródeł energii, w skali globalnej źródła te mają nadal marginalne znaczenie.

  • Podstawą energetyki światowej są nadal paliwa kopalne: węgiel kamienny, ropa naftowa i gaz ziemny.

  • Zależność świata od paliw kopalnych powoduje skutki środowiskowe, ekonomiczne, społeczne i polityczne.

  • Szczególną rolę polityczną odgrywa ropa naftowa.

iPGBnPYf3N_d5e476

Słownik

Btu
Btu

British thermal unit – ilość energii potrzebna do zmiany temperatury jednego funta wody o jedeń stopień Fahrenheita, odpowiada około 1057 dżulom ; jeden biliard Btu = 10¹⁵ Btu = 1,06×10¹⁸ dżula

Darfur
Darfur

region w zachodnim Sudanie; miejsce wieloletniego konfliktu między ludnością czarnoskórą i rządem zdominowanym przez Arabów

WNP
WNP

Wspólnota Niepodległych Państw – ugrupowanie polityczno‑gospodarcze większości państw powstałych po rozpadzie Związku Radzieckiego: Armenii, Azerbejdżanu, Białorusi, Kazachstanu, Kirgistanu, Mołdawii, Rosji, Tadżykistanu, Ukrainy i Uzbekistanu; Turkmenistan jest państwem stowarzyszonym

iPGBnPYf3N_d5e552

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1
R1JHVTrVFYHDG
Wskaż linię, która poprawnie przedstawia zmiany światowego zapotrzebowania na energię.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 1

Na podstawie dostępnych źródeł określ, która z dekad w ostatnim sześćdziesięcioleciu miała najwyższy współczynnik zapotrzebowania na energię a która z dekad najniższy. Zastanów się czym to mogło być spowodowane.

RaU0t3bns1D7z
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 2
R1TmW2i0nD5lv
zadanie interaktywne
Źródło: Ryszard Pawlak, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
RXm2YiL6MXB9y
zadanie interaktywne
Źródło: Ryszard Pawlak, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4

Połącz linie pokazujące trend konsumpcji energii (A, B, C, D) z nazwami odpowiednich państw.

RUwoanbQxqEEl
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1VB2xRrfbyB8
A Możliwe odpowiedzi: 1. element 2 prawy, 2. element 3 prawy, 3. Indie, 4. element 4 prawy element 2 lewy Możliwe odpowiedzi: 1. element 2 prawy, 2. element 3 prawy, 3. Indie, 4. element 4 prawy element 3 lewy Możliwe odpowiedzi: 1. element 2 prawy, 2. element 3 prawy, 3. Indie, 4. element 4 prawy element 4 lewy Możliwe odpowiedzi: 1. element 2 prawy, 2. element 3 prawy, 3. Indie, 4. element 4 prawy
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1696mLO75SLL
Ćwiczenie 4
Na podstawie dostępnych źródeł wiedzy, połącz w pary wymienione Państwa z wielkością ich konsumpcji energii w 2010 roku. Belgia Możliwe odpowiedzi: 1. 0,5 biliarda Btu, 2. 3 biliardy Btu, 3. 22 biliardy Btu, 4. 11 biliardów Btu Indie Możliwe odpowiedzi: 1. 0,5 biliarda Btu, 2. 3 biliardy Btu, 3. 22 biliardy Btu, 4. 11 biliardów Btu Brazylia Możliwe odpowiedzi: 1. 0,5 biliarda Btu, 2. 3 biliardy Btu, 3. 22 biliardy Btu, 4. 11 biliardów Btu Botswana Możliwe odpowiedzi: 1. 0,5 biliarda Btu, 2. 3 biliardy Btu, 3. 22 biliardy Btu, 4. 11 biliardów Btu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 5
R1FPI8Jlnu59T
zadanie interaktywne
Źródło: Ryszard Pawlak, licencja: CC BY 3.0.