Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

23.2: Розслідування

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    33834

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Діяльність А — Історія світового споживання та виробництва енергії

    Розпочніть цю діяльність з запуску інтерактивного графіка глобального споживання первинної енергії з нашого світу в даних < https://ourworldindata.org/grapher/global-primary-energy >. Використовуйте цей інструмент для визначення загальної споживаної енергії та відсотка цієї енергії, що надається джерелами, переліченими в таблиці 23.2.1 на наступній сторінці за вибрані роки між 1800 і 2017 роками. Запишіть свої результати в таблиці 23.2.1. Потім використовуйте свої результати, щоб відповісти на запитання, що слідують за таблицею.

    Знімок екрана 2020-07-10 на 12.50.37 PNG
    Рисунок\(\PageIndex{1}\): Глобальне споживання первинної енергії в терават-години-годинами між 1800 і 2017 роками (рис. 1a) та відсоток загального споживання, що забезпечується дев'ятьма основними енергетичними ресурсами за той же період (рис. 1b). Ви можете отримати доступ до графіка в 1b, встановивши прапорець «Відносний» у нижньому лівому куті графіка, показаного в 1a. На обох малюнках під час прокручування графіка з'являється інформаційна панель, яка показує споживання енергії або відсоток загального споживання за вибрані роки.

    Тераватна година - це одиниця енергії, що дорівнює видачі 1 трильйона ват за одну годину. Як орієнтир, це еквівалент кількості енергії, споживаної мільярдом середніх тостерів, що працюють протягом години.

    1800 1850 1900 1940 1994 2015 2017
    Загальна споживана енергія
    Відсоток загальної енергії, що забезпечується наступними видами палива
    Традиційне біопаливо
    Вугілля
    Сира нафта
    Природний газ
    Ядерна
    Гідроенергетика
    Вітер
    Сонячна
    Інші відновлювані джерела енергії

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Робочий аркуш для запису результатів частини А

    Питання - Історичні виробництва та споживання енергії

    1. Коли почався «вік викопного палива»? Викопні види палива включають вугілля, нафту та природний газ.
    2. Коли в енергетичній суміші з'являється ядерна енергія?
    3. Коли гідроенергетика з'являється в енергетичній суміші?
    4. Коли в суміші з'являються вітрові, сонячні та інші відновлювані джерела енергії?
    5. Як змінився відсоток загальної енергії, що забезпечується кожною з цих паливних груп з моменту їх появи?

    Діяльність B: Світова енергетика

    Почніть частину B, отримавши доступ до світової енергетичної схеми, виробленої проектом «Блок-схеми Національної лабораторії Лоуренса Лівермора» <flowcharts.llnl.gov/content/assests/images/charts/Energy/ENERGY_2011_World.png>

    Знімок екрана 2020-07-13 о 08.33.46.
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Світовий енергетичний потік - Ця діаграма показує основні джерела енергії, що використовуються для живлення глобальної цивілізації, і як ця енергія використовується (споживання за секторами) за 2011 рік.

    Два поля на правому краю графіка показують, скільки спожитої енергії робить корисну роботу (енергетичні послуги) проти того, скільки просто виділяється в навколишнє середовище як тепло (відкинута енергія). Лінії, що з'єднують різні коробки, представляють потік енергії між джерелами та споживаючими секторами.

    Енергетичними одиницями на цьому графіку є петаджоулі (PJ). Один петаджоуль становить 0,3 терават-години.

    Питання - Сучасне виробництво та споживання енергії

    1. Яка загальна енергоефективність світового споживання? Як порівнюються чотири сектори в правій частині діаграми з точки зору енергоспоживання та ефективності? Коробка неенергетична виключена з цих секторів. Eenergy Efficiency (SEE) розраховується таким чином EE = енергія, споживана сектором, який виконує корисну роботу Загальна енергія, споживана цим сектором
    2. Який відсоток від загального світового виробництва енергії перетворюється на електроенергію?
    3. Яка ефективність виробництва електроенергії у світі?

    Частина C — Глобальна енергія 2100

    У частині C ви розробляєте глобальну енергетичну суміш на рік 2100, яка збереже збільшення середньорічної глобальної температури (MGT) у 2100 році до менш ніж 2,0° C. для цього ви будете використовувати кліматичний/енергетичний симулятор En-Roads.

    Щоб розпочати частину C, запустіть EN-ROADS < https://en-roads.climateinteractive.org/scenario.html?v=2.7.19 >. На малюнку 23.2.3 показано, що слід побачити після запуску EN-ROADS.

    Знімок екрана 2020-07-13 о 08.40.30.
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Екран за замовчуванням для En-Roads.

    Графік у верхньому лівому куті показує глобальні джерела первинної енергії, прогнозовані з 2000 по 2100 рік у ексаджоулах. Екзаджоуль - 277,8 терават-годин. Графік праворуч показує збільшення MGT, враховуючи цю енергетичну суміш і безліч інших факторів. Повзунки під графіками - це те, як ви контролюєте ці фактори. Ці фактори включають енергопостачання, ефективність та ступінь електрифікації споживання сектору, глобальне населення та економічне зростання, викиди земель та промисловості та стратегії секвестрації вуглецю.

    На цьому екрані за замовчуванням відображається сценарій «бізнес як зазвичай» (BAU). BAU - це те, що ми могли б очікувати, якщо залишитися на нашому поточному шляху розвитку збільшення споживання енергії в поєднанні зі збільшенням використання викопного палива. У цьому сценарії збільшення MGT у 2100 році становить 4,1° C, що майже на 2° C вище верхньої мети Паризької угоди 2015 року. Щоб досягти мети Парижа, вам потрібно буде налаштувати деякі або всі фактори, контрольовані повзунками в нижній половині екрана. Ось питання, які ви будете вирішувати, як ви робите це.

    Питання

    1. Починаючи з будь-якого з існуючих джерел енергії (вугілля, нафта, природний газ, біоенергетика, відновлювані джерела енергії та ядерна енергія), що потрібно для зменшення або збільшення кількості енергії, що забезпечується цим джерелом? Слідкуйте за підписом під кожним слайдом, коли ви регулюєте це джерело енергії.
    2. Враховуючи, що у 2017 році три викопні види палива забезпечували майже 85% світового споживання енергії та виробляли 95% усіх викидів CO2, пов'язаних з енергією/промисловістю, який вплив матиме на 2100 MGT збільшення зменшення максимальної кількості всіх трьох видів палива?
    3. Зменшення якого палива має найбільший вплив на збільшення 2100 МГТ? Для цього скиньте моделювання та відрегулюйте кожне паливо окремо, переконавшись, що поверніть його до статус-кво, перш ніж спробувати наступне паливо.
    4. Для сценарію BAU (скидання моделювання) який вплив має максимізація ціни на вуглець на збільшення 2100 MGT? Що таке ціна вуглецю? Натисніть на три точки над повзунком цін на вуглець для пояснення?
    5. Що стосується сценарію БАУ, який вплив має встановлення чисельності населення та економічного зростання до мінімуму на 2100 MGT збільшення? Який вплив має максимальне встановлення чисельності населення та економічного зростання?
    6. Який вплив робить встановлення всіх трьох викопних видів палива до мінімуму, а збільшення відновлюваних джерел енергії до максимуму на 2100 MGT збільшення? Переконайтеся, що скиньте всі повзунки до статус-кво, перш ніж робити це.
    7. Який вплив робить встановлення всіх трьох викопних видів палива до мінімуму, при збільшенні ядерного до максимуму на 2100 MGT збільшення? Переконайтеся, що відновлювані джерела енергії до статус-кво, перш ніж максимізувати ядерну енергію.
    8. Що стосується сценарію BAU, який вплив має встановлення максимальної електрифікації для транспорту, будівель та промисловості на збільшення 2100 MGT?
    9. Що стосується сценарію BAU, який вплив робить встановлення максимальної енергоефективності для транспорту та будівель та промисловості на 2100 MGT?
    10. Що стосується сценарію BAU, що таке збільшення на 2100 MGT, якщо зменшуються викиди землі та промисловості та збільшення максимальної кількості викидів вуглецю?
    11. Що мається на увазі під вирубкою лісів, метаном та іншим, лісорозведенням та технологічним видаленням вуглецю? Клацніть на три крапки поруч із кожним заголовком для пояснення.

    Виконавши цю фонову роботу, відрегулюйте енергопостачання, енергоефективність та електрифікацію секторів, викиди землі та промисловості, а також видалення вуглецю, населення та економічне зростання для досягнення Паризької мети - 2100 MGT збільшення нижче 2,0° C із узгодженими зусиллями залишатися якомога ближче до 1,5° C.

    Запишіть свої результати в таблиці 23.2.2 на наступній сторінці. Як тільки це буде зроблено, завершіть графік на малюнку 4, щоб показати ваш глобальний енергетичний план відтепер і до 2100 року. Нарешті, напишіть резюме абзацу вашого плану, в якому викладені його основні особливості та компроміси, властиві плану (сильні сторони, обмеження, ризики та переваги).

    2.1 Збільшення МГТ на 2100 ___________°C

    2.2 Енергопостачання

    Енергія, що виробляється кожним джерелом, як зчитується з графіка, знаходиться в ексаджоулах (EJ). Після того, як ви записали внесок кожного джерела, підсумуйте їх, щоб отримати загальне глобальне споживання за кожен рік.

    Джерело 2020 % Всього 2060 % Всього 2100 % Всього
    Вугілля
    Нафта
    Природний газ
    Біоенергетика
    Відновлювані джерела енергії
    Нью Тек
    Загальне споживання
    ЕЖ

    2.3 Ціна вуглецю _________________________

    2.4 Секторне споживання

    Сектор Енергоефективність Електрифікація
    Транспорт
    Будівлі та промисловість

    2.5 Зростання

    Населення
    Економічний

    2.6 Земельні та промислові викиди

    Вирубка лісів
    Метан та інші

    2.7 Видалення вуглецю

    Лісонасадження
    Технологічні

    Таблиця\(\PageIndex{2}\): Робочий аркуш для запису результатів для остаточної проблеми в частині C

    Скріншот 2020-07-13 о 08.54.55.png
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Світове споживання та виробництво енергії з 1820 по 2100 рік. Завершіть цю цифру, продовживши чорну лінію у верхній частині стеку до 2100 на основі кожного загального світового споживання на 2020, 2060 та 2100 рік. Потім розділіть простір під кривою споживання в кожному з цих років на сегменти на основі% загальної суми, що надається кожним джерелом енергії.