Technologické řešení budoucnostiManažerská informatika 2
Nikolay Kulbakov
OSNOVA Výchozí situace
Technologie
Fáze projektu
Etapy projektu
Výchozí situacePředpovědi zní: světové zásoby ropy lidstvu bude stačit
maximálně na 50 let
zásoby zemního plynu na 70 let
lidstvo v nejbližší době pocítí následky globálního oteplování způsobené emisi CO2
ENERGIE::SLUNCE
Energie Slunce, která se dostává na Zemi za 40 minut, se rovná globální roční spotřebě energie celého lidstva
ENERGIE::SLUNCE::USA
625 tisíc km2 plochy USA je vhodná pro stavbu solárních elektráren. Toto území ročně zachycuje 4,748 mil. TJ sluneční radiace.
Transformace 2,5% této energie zajisti spotřebu energie pro celé USA.
Statní program má za cíl zajistit aby roku 2050 69% elektřiny a 35% veškeré energie byla vyrobena prostřednictvím slunečních elektráren.
ENERGIE::VÍTR Vítr muže poskytnout 7-krát více energie než
je celá dnešní spotřeba.
Tento výpočet zahrnuje možnosti dnešních technologií, které transformují jen 1/5 energie zachyceného větru.
Prudký vítr stále fouká vysoko nad úrovní moře nebo na otevřeném moří a u pobřeží oceánů.
Perspektivně vypadá výstavba tisíc větrních elektráren v otevřeném moří nedaleko pobřeží.
ENERGIE::VÍTR::MOŘE
Mořské věterní elektrárny již dnes vyvíjí: nizozemská Blue H norská Sway.
Elektrárna bude vyrábět 5 MW, což zajisti potřeby 5000 domácnosti.
Životnost zařízení 200 let
Cena přibližně $25 mil. za jednu věž.
ENERGIE::VÍTR::USA
USA: američtí vědci spočítali že energie větrů pobřeží Atlantického oceánu a Pacifiku,několika násobně převýší potřebu energie celého USA.
Strategický rozvojový program USA má za úkol zvýšit podíl větrných elektráren ve výrobě elektřiny až na 20%.
V roce 2012 USA začíná výstavbu mořské elektrárny, 150 věží u pobřeží státu Delaware budou vyrábět elektřinu pro 50 tisíc domácnosti.
Transformace energie slunce
Pozemní solární elektrárny Létající solární elektrárny
Na základě: sluneční baterie fotosyntézy
Transformace energie do: elektřiny tepla
Transformací energie větru
Pozemní Mořské Létající
Transformací energie toků vody
V řekách V oceánech
přílivy vlny mořské toky
Ostatní způsoby získávání energie
Transformace tepla planety
Transformace energie hluku, gravitace
Spalováním bio-paliva – vedlejší produkt CO2
Jaderné elektrárny
Termojaderné elektrárny – nacházejí se ve fází výzkumu, navzdory všem očekáváním lasery které pracují na fluoru a spouští termonukleární reakcí tvoří velice toxický odpad.
Ceny výroby elektřiny za 1 kWt/h, v USD
USA RF
Atom 0,04 0,011
Slunce 0,08 0,05
GEO 0,04
Vítr 0,02 0,02
Hydro 0,005
Využití energie v dopravě:
Pozemní doprava Lodní doprava Letecká doprava
Transkontinentální doprava
Technologie dopravy energie Elektrolýza
a palivové elementy na vodíku
Pro výrobu jednoho m3 vodíku elektrolytickým rozkladem vody je potřeba 6 kWt/h. Další energie je potřebná pro chlazení a stlačení vodíku. Spotřeba auta je 1 m3 na 10 km.
Cena, cca $8-$14 na 100 km.
S pokrokem technologie a hromadnou výrobou se cena sníží.
Hybrid vs Vodík
Hybrid – auto na elektrický pohon, zdrojem jsou akumulátory a benzinový elektrický generátor.
Vodík - auto na elektrický pohon, které čerpá energii z reakce spojení kyslíku ze vzduchu a vodíku ve vodu.
Etapy zavedení technologii do našeho života:
Projekt potrvá zhruba 30 let. Bude v sobě zahrnovat hlavní fáze pro
definici cílů projektu a zdrojů, plánování, realizací a ukončení.
Každá fáze proběhne ve čtyřech etapách, které budou propojeny takže budou tvořit kritickou cestu.
Současně budou běžet ostatní procesy, které budou zajišťovat optimální realizací jednotlivých etap.
Ročně budou probíhat závěrky a konference nacílené na hodnocení výsledků a koordinací.
1. Etapa:
Nárůst podílu elektráren fungujících na principu obnovitelných zdrojů a nulové emisi CO2
Investice do vývoje a testování bezemisních technologii pro ostrou výrobu
Doba trvání 5 let.
2. Etapa:
Současné zavedení norem pro výrobce aut o minimálním podílu aut na elektrický pohon (každé desáté),
dotace nebo daňové slevy pro rozvoj výroby vodíku a stavby a rozvoje distribuční infrastruktury.
Dotované financování aut na elektrický pohon pro obyvatelé a sociální reklama.
Doba trvání 5 let.
3. Etapa:
Přechod světové výroby elektřiny na technologii s nulovou emisi CO2.
Zvýšení minimálních norem výroby bezemisních dopravních prostředků (každý druhý).
Infrastruktura pro výrobu a distribucí vodíku stalé dotována.
Doba trvání 5 let.
4. Etapa:
Ekonomika na 98% stojí na základě bezemisních technologii výroby energie.
Poslední dopravní prostředky na benzin a naftu dojíždí svou životnost.
Pod nátlakem vodíkové infrastruktury klesá ziskovost benzínové a naftové infrastruktury a tím motivuje všechny zbavit se starých dopravních prostředků v co nejkratší době.
Doba trvání 5 let.
Přechod k obnovitelným zdrojůmenergie dle strategie USA
UhlíRopaHydroenergetikaVítrSluneční teplo
PlynJaderná energieBiomasaSluneční světloGeotermální energie
Zdroj: Institute for Energy and Environmental Research