ŚWIAT PALIW KOPALNYCH
2.1. Środowiskowe i społeczne skutki wykorzystania paliw kopalnych
Historia postępu jest historią panowania nad energią, a energia stanowi waru-nek trwania cywilizacji, którą zbudował człowiek. Frank Niele (2005, s. 149) postrzega energię jako zdolność generowania zmian; to w niej zamknięty jest potencjał przemiany. Źródłem energii, dzięki której powstała ludzka cywi-lizacja, jest przetworzona energia słoneczna. Dieta roślinna pozwala czło-wiekowi czerpać przekształconą za pośrednictwem roślin energię słoneczną, w zwierzęcej natomiast pojawia się dodatkowe ogniwo. Kamieniem milowym w ewolucji człowieka było nabycie umiejętności wykorzystywania ognia, który przyczynił się do zmian w diecie. Ogień pełnił funkcję ochronną prze-ciwko dzikim zwierzętom, ogrzewał, dawał światło, a używanie go odróżnia-ło czodróżnia-łowieka od innych zwierząt. Wraz z nim pojawiodróżnia-ło się paliwo. Początko-wo było nim drewno, w którym energia magazynowana była nieco dłużej niż w źródłach żywności.
Jednak dopiero sięgnięcie po energię skumulowaną w „podziemnym le-sie” (Sieferle 2001) w postaci paliw kopalnych umożliwiło ludzkości rozwój z niespotykanym wcześniej przyspieszeniem. Wykorzystanie węgla kojarzone jest przede wszystkim z rewolucją przemysłową w Anglii na przełomie XVIII i XIX w., choć surowiec ten znany był już w czasach antycznych i stosowa-ny do wykuwania metali (Sieferle 2001, s. 78). To wynalezienie silnika po-zwoliło w pełni wykorzystać energię skumulowaną w kopalinach. Rewolucja przemysłowa i skonstruowanie silnika Watta stanowiły początek historycznie krótkiego, ale jakże znaczącego dla rozwoju populacji, zmian społecznych, go-spodarczych, technologicznych i środowiskowych – okresu eksploatacji i wy-korzystania paliw kopalnych (rys. 2.1).
Egzystencja przed okresem rewolucji przemysłowej była trudna i niebez-pieczna: większość populacji żyła na granicy minimum egzystencjalnego, oczekiwana długość życia w Europie wynosiła ok. 33,3 roku (Riley 2005),
śmiertelność okołoporodowa matek sięgała 10%, a co czwarte dziecko nie dożywało pięciu lat. Opanowanie energii, wzrost produkcji, powolna popra-wa popra-warunków bytowych i wzrost higieny przyniosły spadek zachoropopra-walności na choroby dziesiątkujące ludność, w tym gruźlicę (Murray 2015), a oczeki-wana długość życia zaczęła rosnąć. Umiejętność wytwarzania energii z paliw kopalnych oraz jej magazynowania stała się podwaliną budowanej od 250 lat cywilizacji uzależnionej od energii. Jak to bywa w przypadku niektórych uza-leżnień, żeby wciąż odczuwać pozytywne skutki przyjmowanych substancji, konieczne jest zwiększanie dawki, co jednocześnie rujnuje organizm. Podobnie wykorzystanie węgla, ropy naftowej i gazu cały czas wzrasta. Coraz większe jest również prognozowane zapotrzebowanie na energię, a paliwa kopalne na-dal uznawane są powszechnie za strategicznie najistotniejsze.
Rysunek 2.1. Technologia i populacja – kierunek rozwoju
Rewolucja
-6000 -4000 -3000 -2000 0 1000 2000
Druga rewolucja agrarna
Źródło: opracowanie na podstawie: Fogel 1999, s. 1–21.
Trend produkcji energii nie zapowiada zmian w zakresie zapotrzebowania na energię i jej produkcji (rys. 2.2 i 2.3). Mimo że przewiduje się wzrost ilo-ści energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych, w najbliższych dekadach świat wciąż będzie zależny od ropy, gazu i węgla. Zależność ta ma istotne skutki w obszarze środowiskowym, społecznym i gospodarczym, przekłada się także na stosunki międzynarodowe oraz poziom bezpieczeństwa krajów i innych instytucji.
45
2.1. Środowiskowe i społeczne skutki wykorzystania paliw kopalnych
Rysunek 2.2. Światowa konsumpcja energii z węgla, ropy i gazu w latach 1800–2017
1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2017
Węgiel Ropa Gaz
160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000
Źródło: opracowanie własne na podstawie: Smil 2017.
Rysunek 2.3. Konsumpcja energii według źródeł pochodzenia
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
250 200 150 100 50
Historia 2015 Projekcja
ropa i inne paliwa płynne gaz ziemny
węgiel
surowce odnawialne nuklearna biliardy Btu
Źródło: opracowanie własne na podstawie: Energy Information Administration, 2017, Internatio-nal Energy Outlook.
Środowiskowe skutki energetyki opartej na paliwach kopalnych są jednym z największych problemów, z jakimi zmaga się obecnie ludzkość, doświadcza-jąc między innymi ekstremalnych stanów pogodowych. Przykładowo czerwiec 2019 r. był najgorętszym czerwcem od początku historii pomiarów temperatur – w Europie średnie temperatury były o 2°C wyższe od normalnych dla tego miesiąca (https://climate.copernicus.eu/record-breaking-temperatures-june,
dostęp: 12.11.2019). Na początku lipca 2019 r. meksykańskie miasto Gu-adalajara zasypała blisko dwumetrowa warstwa gradu. W 2018 r. Kalifornia ucierpiała z powodu niespotykanych pożarów wywołanych długotrwałą su-szą i upałami, podczas których zginęło 85 osób, zaś Japonię w lipcu 2019 r.
nawiedziły powodzie i lawiny błotne, które pozbawiły życia 122 osoby.
Na przełomie 2019 i 2020 w ogarniętej pożarami Australii spłonęło 10 mi-lionów hektarów, zginęło co najmniej 30 osób i miliony zwierząt. Ekstrema pogodowe stają się codziennością, co jest pochodną rosnącej ilości gazów cieplarnianych w atmosferze oraz zmiany klimatu.
Zużycie paliw kopalnych tylko do produkcji energii elektrycznej oraz ogrze-wania generuje ponad 40% całkowitej emisji CO2 (Olson i Lenzmann 2016).
Wpływ na środowisko zauważalny jest na wszystkich poziomach łańcucha war-tości eksploatacji kopalin i wywierany jest na wszystkie elementy ekosystemu, prowadząc – poza zmianami klimatu – do zanieczyszczeń powietrza, wody, gle-by, zachwiania bioróżnorodności oraz problemów zdrowotnych ludzi.
Największa ilość wyemitowanego przez człowieka CO2 w atmosferze pocho-dzi ze spalania węgla (rys. 2.4).
Rysunek 2.4. Emisja CO2 według rodzajów spalanego paliwa w latach 1800–2017
1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
4e+10 3,5e+10 3e+10 2,5e+10 2e+10 1,5e+10 1e+10 5e+09
Cement Flarowanie gazu Ropa naftowa Węgiel Gaz
Źródło: opracowanie własne na podstawie (Global Carbon Project (GCP) and Carbon Dioxide In-formation Analysis Center (CDIAC), http://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget, dostęp: https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/emis/meth_reg.html, dostęp: 15.12.2019).
Należy uświadomić sobie, że pomimo iż w 2017 r. największymi emiten-tami dwutlenku węgla były Chiny, USA, Indie, Rosja i Japonia, to jednak nie
47
2.1. Środowiskowe i społeczne skutki wykorzystania paliw kopalnych
te kraje przyczyniły się do wprowadzenia w atmosferę przeważającej ilości CO2 (rys. 2.5).
Europa, będąca kolebką rewolucji przemysłowej, materialnego dobrobytu, zasad gospodarowania oraz współczesnego, słusznego i koniecznego modelu zrównoważonego rozwoju, w dużej mierze ponosi odpowiedzialność za tak wysoki poziom CO2 w atmosferze.
Rysunek 2.5. Udział w kumulowanej emisji regionów świata w latach 1800–2017
1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2015
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
Afryka Ameryki
(bez USA) Azjai Pacyfik
Chiny
Indie UE-28
Bliski
Wschód Reszta
Europy USA
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych: Le Quéré et al. (2018). Global Carbon Project;
Carbon Dioxide Information Analysis Centre (CDIAC), https://www.globalcarbonproject.
org/carbonbudget/18/data.htm (dostęp: 14.03.2019).
Obok dwutlenku węgla do produktów spalania należy toksyczny tlenek wę-gla, lotne związki organiczne (LZO), szczególnie węglowodory aromatyczne:
toluen, ksylen i benzen, które tworzą się głównie podczas spalania benzyny i oleju napędowego w samochodach. Tlenek siarki (SO2), emitowany przede wszystkim podczas spalania węgla, przyczynia się do powstawania kwaśnych deszczów i szkodliwych cząsteczek pyłów zawieszonych (PM), prowadzi do zaostrzenia problemów oddechowych, astmy, problemów ze śluzówką ukła-du oddechowego i zapaleń płuc (Epstain i in. 2011). Tlenek siarki stanowi istotną składową smogu typu londyńskiego, który swą nazwę zawdzięcza ty-powym dla Londynu mgłom. Kojarzony jest przede wszystkim w związku z dramatycznymi wydarzeniami, które miały miejsce w Londynie w 1952 r., gdzie utrzymujący się przez kilka dni wysoki poziom smogu doprowadził do śmierci ok. 12 tys. osób (Bell i in. 2004) oraz hospitalizacji wielu dziesiątków tysięcy mieszkańców.
Tlenki azotu, będące pochodną spalania wszystkich paliw kopalnych, któ-rych źródłem emisji w największym stopniu jest transport, powodują z kolei kwaśne opady, przyczyniają się też do powstawania smogu typu Los Angeles, który oddziałuje drażniąco na drogi oddechowe oraz błony śluzowe. Wydarze-nia z Londynu z 1952 r. nie były unikalnym zjawiskiem. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szacuje, że 4,2 mln zgonów rocznie wywołanych jest zanie-czyszczeniem atmosfery, co oznacza, że smog jest przyczyną 7,6% wszystkich zgonów (dane za 2016 r., https://www.who.int/gho/phe/outdoor_air_pollution/
burden/en, dostęp: 19.03.2019), a 91% populacji ludzkiej żyje na obszarach, gdzie wytyczne WHO odnośnie do standardów czystości powietrza są przekro-czone (https://www.who.int/airpollution/en, dostęp: 19.03.2019).
Skażeniu w wyniku eksploatacji paliw kopalnych ulega również woda. Opa-dy kwaśnych deszczów, powstających przez łączenie się tlenków siarki i azotu z cząsteczkami wody, wpływają na wyjaławianie gleby oraz zbiorników wod-nych. Kwaśne opady zaburzają funkcjonowanie roślin, uszkadzając liście, co powoduje zakłócenie fotosyntezy i ich obumieranie. Narastającym problemem jest zakwaszanie oceanów stanowiących główny regulator poziomu CO2, w wy-padku którego wraz ze wzrostem stężenia tego związku tempo i możliwości jego absorbcji spadają. Proces ten prowadzi do obniżania poziomu pH wód, co zagra-ża organizmom wodnym, od poziomu planktonu do raf koralowych, będących, odpowiednio, podstawą łańcucha pokarmowego i jednym z najważniejszych ekosystemów wodnych (Doney i in. 2009).
Rafy koralowe, stanowiące jeden z najważniejszych ekosystemów morskich, w szczególnym stop-niu ulegają niszczestop-niu z powodu zakwaszenia. Szkielety koralowców składają się z węglanu wap-nia. Rosną, łącząc wapń z jonami węglanowymi pozyskanymi z wody morskiej. Koralowce zużywają energię do podniesienia pH wody, co pozwala przekształcić jony wodorowęglanowe w węglanowe, z których budują rafę. Zakwaszony ocean oznacza niższe pH i mniejszą obfitość jonów węglano-wych potrzebnych do wzrostu rafy (Cohen i Holcomb 2009). Utrata raf koralowęglano-wych jest nie tylko problemem środowiskowym, 500 mln ludzi zawdzięcza swój byt rafom koralowym, które zaopatrują ich w żywność oraz możliwość pozyskiwania dochodów (NOAA, https://coast.noaa.gov/states/fast--facts/coral-reefs.html, dostęp: 19.03.2019).
Istotnym problemem środowiskowym jest flarowanie (spalanie) meta-nu podczas wydobywania ropy naftowej. Jeżeli chodzi o koszty księgowe, jest ono tańsze niż budowa gazociągu służącego sprzedaży gazu, zmagazy-nowanie go w cysternach lub wprowadzenie z powrotem pod ziemię. We-dług danych Banku Światowego tylko w 2011 r. spaleniu poddano 140 mld metrów sześciennych gazu, co stanowiło odpowiednik 490 TWh i niemal
49
2.1. Środowiskowe i społeczne skutki wykorzystania paliw kopalnych
pokryłoby roczne zapotrzebowanie energetyczne Niemiec (Olson i Lenzman 2016). Spalanie metanu, który jest gazem cieplarnianym działającym silniej niż dwutlenek węgla, w mniejszym stopniu zwiększa efekt cieplarniany niż uwalnianie metanu do atmosfery. Cząsteczka metanu w przedziale 100-let-nim zatrzymuje 34-krotnie więcej ciepła emitowanego przez Słońce niż dwu-tlenek węgla, a w przedziale 20-letnim – aż 86 razy więcej (Myhre i in. 2013).
Równie problematyczne dla środowiska są wycieki gazów – metanu i LZO – z beczek, rurociągów czy tankowców. Szacuje się, że 1–9% gazu produ-kowanego tylko w USA uleciało do atmosfery, w 2012 r. w USA produkcja gazu wyniosła 4620 mln metrów sześciennych, a wycieki i wypuszczanie gazu uwolniły ekwiwalent 7000–60 000 mln metrów sześciennych metanu lub 160–1400 mln metrów sześciennychCO2 (Olson i Lenzmann 2016). Róż-ne metody eksploatacji złóż powodują odmienRóż-ne rodzaje szkód i kosztów zewnętrznych (rys. 2.6).
Kolejna grupa zagrożeń ujawnia się w związku z transportem paliw ko-palnych. Węgiel w większości transportowany jest do elektrowni transportem kolejowym, samochodowym lub wodnym. Napęd lokomotyw, silników samo-chodowych i barek generuje sadze oraz tlenki azotu. Dodatkowo efekt zanie-czyszczenia środowiska spotęgowany jest przez pył węglowy unoszący się wzdłuż traktów transportowych (Epstain i in. 2011). Jeżeli chodzi o transport ropy i gazu, do problemów wynikających z łatwopalności tych surowców do-chodzą wypadki związane z wyciekami z rurociągów, transportem oraz emisją CO2 środków transportu. Katastrofy związane z wyciekiem ropy naftowej są od dawna jednym z głównych problemów morskich ekosystemów, choć obok aspektu środowiskowego warto też przywołać gospodarczy, który wiąże się z utratą olbrzymiej wartości ekonomicznej. W wyniku wypadków z udziałem statków lub platform wiertniczych woda oceaniczna zostaje skażona ropą, co powoduje w środowisku szkody na dziesięciolecia, w tym śmierć ryb, ssaków morskich i ptaków. Wycieki ropy niszczą też plaże i siedliska dzikiej przyro-dy na lądzie, co wpływa na nadbrzeżne ekosystemy oraz osadnictwo i egzy-stencję ludzi. Za pocieszający można uznać fakt, że ilość wycieków, zarówno tych niewielkich, do których media nie przywiązują wagi, jak i poważnych wypadków, systematycznie maleje, przynajmniej w odniesieniu do wycieków z tankowców4 (rys. 2.7).
4 W 58% przypadków przyczyną wycieków na pełnym morzu były alizje (zderzenie tankowca w ruchu z zakotwiczonym), kolizje oraz utknięcie tankowca na mieliźnie. Na wodach śródlądo-wych te przyczyny odpowiadają za 99% wycieków (https://www.itopf.org/knowledge-resources/
data-statistics/statistics, dostęp: 10.04.2019).
Rysunek 2.6. Problemy i negatywne zjawiska powstające podczas wydobycia paliw kopalnych (węgiel, ropa i gaz)
PODZIEMNE ODKRYWKOWE LĄDOWE NA MORZU PIASKI BITUMICZNE
*) Zagrożenie życia z nich wody, co jest zagrożeniem dla
51
2.1. Środowiskowe i społeczne skutki wykorzystania paliw kopalnych
Rysunek 2.7. Rozmiary wycieków z tankowców w latach 1970–2018
Wycieki 7-700 ton Wycieki powyżej 700 ton
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Dekada 1970
Dekada 1980
Dekada 1990
Dekada 2000
Dekada 201o
Źródło: opracowanie własne na podstawie: Oil Tanker… 2019.
Największe wycieki ropy naftowej:
1. Wyciek ropy podczas wojny w Zatoce Perskiej, 1991 r.
Największy wyciek ropy na świecie nie powstał w wyniku wypadku, ale był skutkiem wojny. Gdy siły irackie wycofały się z Kuwejtu, otworzyły rurociągi i zawory szybów naftowych, a następnie podpaliły wyciek, tworząc tarczę z ognia uniemożliwiającą siłom USA lądowanie w tym rejonie. Pożar rozpoczął się w styczniu 1991 r. i trwał aż do kwietnia tego roku. Uważa się, że w rezultacie ok. 240 mln galo-nów, czyli 910 mln litrów ropy naftowej przedostało się do Zatoki Perskiej, zabijając setki tysięcy ryb i ssaków morskich.
2. Deepwater Horizon, 2010 r.
Wyciek ropy i substancji ropopochodnych w Zatoce Meksykańskiej na stanowiskach należących do koncernu British Petrol miał miejsce w kwietniu 2010 r. Doszło wtedy do eksplozji platformy wiertniczej BP Deepwater Horizon, w Macondo Prospect. W wybuchu zginęło 11 osób, a wyciek ropy trwał ponad 3 miesiące. Szacuje się, że każdego dnia do Zatoki Meksykańskiej wypływało 53 tys. baryłek, przy czym jedna baryłka to ok. 159 litrów. Wypadek spowodował znaczne szkody w środowisku morskim.
Według Centrum Różnorodności Biologicznej wyciek ropy zabił między innymi ponad 82 tys. ptaków, 25,9 tys. ssaków morskich, 6 tys. żółwi morskich i dziesiątki tysięcy ryb.
3. Szyb naftowy Ixtoc 1, 1979 r.
W czerwcu 1979 r. w zatoce Campeche w Zatoce Meksykańskiej zawalił się szyb naftowy zarządzany przez meksykańską firmę naftową Pemex. Przez 10 miesięcy od 10 tys. do 30 tys. baryłek ropy nafto-wej wypływało codziennie do wód Zatoki.
4. Atlantic Empress, 1979 r.
W lipcu 1979 r. dwa tankowce zderzyły się ze sobą na Morzu Karaibskim u wybrzeży Tobago, podczas burzy tropikalnej. Po zderzeniu ładunek tankowców zaczął wyciekać, a następnie płonąć, w efekcie czego doszło do eksplozji na pokładzie Atlantic Empress, w wyniku której zginęło 26 członków załogi.
Do morza przedostało się ok. 88,3 mln litrów ropy naftowej.
5. Platforma Nowruz Field, 1983 r.
Podczas wojny irańsko-irackiej w 1983 r. tankowiec uderzył w platformę Nowruz Field znajdującą się w Zatoce Perskiej, co doprowadziło do poważnego wycieku ropy, szacowanego na 1,5 tys. baryłek dziennie w okresie 7 miesięcy.
Zagrożenia środowiskowe i społeczne wynikające z eksploatacji paliw kopalnych nie wyczerpują listy problemów, które pojawiły się wraz z odkry-ciem zastosowania paliw kopalnych. Ich wartość przyczyniła się pozytywnie do wzrostu gospodarczego, ale narzuciła specyficzne relacje międzynarodo-we i instytucjonalne. Ropa naftowa stała się źródłem bogactwa krajów i pod-miotów gospodarczych oraz podstawą hierarchii, w której walka o dominację wciąż ma miejsce.