Wstęp Rozdział 1 Środowisko naturalne pierwotne 1.1. Biosfera 1.2

Wstęp Rozdział 1 Środowisko naturalne pierwotne 1.1. Biosfera 1.2

Wstęp
Rozdział 1 Środowisko naturalne pierwotne
1.1. Biosfera
1.2. Energia słoneczna
1.3. Energia kinetyczna wiatrów, wnętrza oceanów i fal morskich jako konsekwencja działania
promieniowania słonecznego
1.4. Atmosfera
1.5. Energia wnętrza skorupy ziemskiej
1.6. Energia pływów morskich
1.7. Energia rzek
1.8. Fotosynteza
1.9. Biomasa
1.10. Paliwa kopalne
1.11. Ekosystem
1.12. Cykle biogeochemiczne
1.12.1. Cykl węgla
1.12.2. Cykl azotu
1.12.3. Cykl fosforu
1.12.4. Cykl siarki
1.13. Uwagi końcowe
Literatura
Rozdział 2 Zasoby energii
2.1. Źródła energii, nośniki energii, energia pierwotna
2.2. Energia pierwotna - historia i perspektywy
2.3. Zasoby energii źródeł odnawialnych
2.4. Raport o inwestycjach w źródła odnawialne w skali świata
2.5. Zasoby energii źródeł nieodnawialnych
2.5.1. Paliwa kopalne
2.5.2. Węgiel
2.5.3. Ropa naftowa
2.5.4. Gaz ziemny
2.5.5. Paliwa jądrowe energii rozszczepiania
2.5.6. Paliwa jądrowe energii syntezy
2.5.7. Historia pozyskiwania paliw kopalnych
2.5.8. Zasoby paliw kopalnych
2.6. Przewidywane zapotrzebowanie na energię w skali świata
2.7. Biomasa źródłem węgla biologicznego w rozwoju cywilizacji
2.8. Problemy o wymiarze globalnym
Literatura
Rozdział 3 Cywilizacja - rozwój i zagrożenia
3.1. Cywilizacja
3.2. Rozwój cywilizacji ery agrarnej i przemysłowej
3.2.1. Era cywilizacji agrarnej
3.2.2. Era cywilizacji przemysłowej
3.2.2.1. Uwagi wstępne
3.2.2.2. Zanieczyszczenia wody
3.2.2.3. Zanieczyszczenia powietrza
3.2.2.4. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego przez transport
3.2.2.5. Kwaśne deszcze
3.2.2.6. Dziury ozonowe
3.2.2.7. Efekt cieplarniany
3.2.2.8. Zagrożenie systemu rozrodczego człowieka
3.2.2.9. Wpływ zanieczyszczeń powodowanych spalaniem paliw kopalnych na zdrowie ludzkie
3.2.2.10. Promieniotwórczość - skażenie środowiska
3.2.2.11. Gospodarka gruntami
3.2.2.12. Odpady komunalne
3.3. Technologie energii ery cywilizacji przemysłowej
3.3.1. Uwagi wstępne
3.3.2. Technologie przemiany paliw kopalnych w energię elektryczną lub ciepło
3.3.3. Elektrownie konwencjonalne
3.3.4. Układ mieszany turbiny gazowej i parowej
3.3.5. Uwagi końcowe
3.4. Energia jądrowa rozszczepienia
3.4.1. Uwagi wstępne
3.4.2. Rys historyczny rozwoju fizyki jądrowej
3.4.3. Właściwości jąder atomowych
3.4.4. Względne odchylenie masy
3.4.5. Promieniotwórczość
3.4.6. Oddziaływanie promieniowania z materią
3.4.7. Biologiczne efekty promieniowania jonizującego
3.4.8. Energia wiązania
3.4.9. Defekt masy
3.4.10. Reakcje jądrowe
3.4.11. Energia reakcji jądrowych
3.4.12. Oddziaływania neutronów z jądrami
3.4.13. Proces rozszczepienia
3.4.14. Warunki utrzymywania reakcji łańcuchowej
3.4.15. Współczynnik mnożenia
3.4.16. Ogólne zasady działania reaktorów jądrowych
3.4.17. Reaktory jądrowe rozszczepienia
3.4.17.1. Wprowadzenie
3.4.17.2. Reaktory termiczne lekkowodne
3.4.17.3. Reaktor termiczny ciężkowodny
3.4.17.4. Reaktor termiczny grafitowy
3.4.17.5. Reaktory wysokotemperaturowe
3.4.17.6. Reaktory prędkie powielające
3.4.17.7. Reaktory pracujące na uranie U-233
3.4.17.8. Reaktory generacji o pasywnym układzie samozabezpieczania się
3.4.18. Uwagi końcowe
3.5. Powrót do gospodarowania w biosferze
3.6. Myślenie ekologiczne i edukacja ekologiczna
Literatura
Rozdział 4 Wyzwania cywilizacji
4.1. Cywilizacja i jej wyzwania
4.2. Zapobieganie kryzysowi wynikającemu z niestabilnych dostaw oraz nieprzewidywalnych cen ropy
ze złóż arabskich
4.3. Zachowanie klimatu ziemskiego dla przyszłych pokoleń
4.4. Nowoczesność ery cywilizacji zrównoważonego rozwoju
Literatura
Rozdział 5 Ogniwa paliwowe
5.1. Czy ogniwa paliwowe mogą być początkiem pożądanego przełomu w skali świata?
5.2. Rys historyczny rozwoju ogniw paliwowych
5.3. Zasada działania
5.4. Ogniwa paliwowe elektrochemiczne
5.4.1. Ogniwo paliwowe polimerowe bezpośrednio zasilane wodorem - PEFC
5.4.2. Ogniwo ceramiczne (SOFC), w którym zastosowano tlenki metali
5.4.2.1. Ceramiczne ogniwo paliwowe, budowa i zasada działania
5.4.2.2. Ceramiczne ogniwa paliwowe zasilane gazem naturalnym
5.4.2.3. Ceramiczne ogniwa paliwowe integrowane z produktem zgazowania węgla
5.4.2.4. Ceramiczne ogniwa paliwowe z anodą w postaci ciekłej cyny - LTA-SOFC
5.4.2.5. Modyfikacja ogniwa paliwowego SOFC - eliminacja reformatora oraz odsiarczania
5.4.2.6. Udział konsorcjum państw Unii Europejskiej w rozwoju elektrowni SOFC o dużej mocy
5.4.3. Ogniwo paliwowe bezpośrednio zasilane metanolem - DMFC
5.4.4. Ogniwo paliwowe węglanowe - MCFC
5.4.4.1. Zasada działania i rozwój prac nad MCFC
5.4.4.2. Ogniwo paliwowe węglanowe DFC jako modyfikacja ogniwa typu MCFC
5.4.4.3. Węglanowe ogniwo paliwowe integrowane z fermentacją beztlenową ciekłych ścieków
komunalnych
5.4.4.4. Węglanowe ogniwo paliwowe zasilane produktem beztlenowej fermentacji odpadów
zwierzęcych
5.4.5. Ogniwo paliwowe zasadowe - AFC
5.4.5.1. Zasada działania i rozwój
5.4.5.2. Ogniwa paliwowe zasilane wodorem pozyskiwanym ze stałych odpadów komunalnych i
przemysłowych
5.4.6. Ogniwo paliwowe fosforowe - PAFC
5.4.7. Ogniwo paliwowe zasilane etanolem
5.5. Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe
5.5.1. Uwagi wstępne
5.5.2. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe przetwarzające ścieki organiczne bezpośrednio do
elektryczności
5.5.3. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe zasilane wodorem uzyskiwanym w wyniku przetwarzania
glukozy przez mikroorganizmy
5.5.4. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe wytwarzające elektryczność lub wodór z odpadów
organicznych
5.5.5. Mikrobiologiczne ogniwo paliwowe wytwarzające wodór z celulozy
5.5.6. Mikrobiologiczna fotosynteza produkcji wodoru
5.5.7. Mikrobiologiczna konwersja biomasy lignocelulozowej do metanolu
5.5.8. Uwagi końcowe
5.6. Rola firm, nauki i państwa w rozwoju i wdrażaniu ogniw paliwowych jako generatorów energii w
transformacji do gospodarowania w biosferze
5.7. Firmy wdrażające ogniwa paliwowe
5.7.1. Ogniwa paliwowe bezpośrednio zasilane wodorem
5.7.2. FuelCell Energy
5.7.3. POSCO Power - firma południowokoreańska
5.7.4. Tognum, MTU CFC Solutions
5.7.5. UTC Power - fosforowe ogniwa paliwowe typu PAFC
5.7.6. Ogniwa paliwowe typu SOFC
5.7.6.1. Ogniwa zasilane paliwami węglowodorowymi
5.7.6.2. Toyota Motor Corporation
5.7.6.3. Ceres Power Holdings
5.7.6.4. Ceramic Fuel Cells Ltd
5.7.6.5. Ceramic Fuel Cells - NetGenPlus i BluGen
5.8. Rola nauki w rozwoju ogniw paliwowych
5.9. Rola państwa w rozwoju technologii ogniw paliwowych
5.9.1. Finansowanie i zarządzanie
5.9.2. USA
5.9.3. Kanada
5.9.4. Europa
5.9.5. Australia
5.9.6. Brazylia
5.9.7. Chiny
5.9.8. Indie
5.9.9. Izrael
5.9.10. Japonia
5.9.11. Korea Południowa
5.9.12. Republika Południowej Afryki, Singapur, Tajwan
5.10. Stan rozwoju ogniw paliwowych
5.10.1. Wartość sprzedaży i moc zainstalowanych ogniw paliwowych
5.10.2. Zastosowania stacjonarne
5.10.3. Podręczne bezprzewodowe urządzenia elektroniczne
5.10.4. Transport samochodowy
5.10.5. Transport autobusowy
5.10.6. Transport szynowy
5.10.7. Transport lotniczy
5.10.8. Transport morski
5.10.9. Ogniwa paliwowe w armii USA
5.11. Uwagi końcowe
Literatura
Rozdział 6 Wodór i metanol nośnikami energii ogniw paliwowych
6.1. Wodór
6.1.1. Wodór w rozwoju cywilizacji
6.1.2. Historia i teraźniejszość
6.1.3. Wodór jako pierwiastek chemiczny i jako źródło energii
6.1.4. Technologie produkcji wodoru
6.1.4.1. Rozkład elektrolityczny - energia elektryczna
6.1.4.2. Rozkład termochemiczny - bezpośredni rozkład wody
6.1.4.3. Cykle termochemiczne - energia jądrowa rozszczepienia
6.1.4.4. Rozkład termochemiczno-elektrolityczny
6.1.4.5. Rozkład radiolityczny - energia jądrowa syntezy
6.1.4.6. Rozkład termochemiczno-radiolityczny
6.1.4.7. Mikrobiologiczne przetwarzanie związków organicznych do wodoru
6.1.4.8. Pozyskiwanie wodoru ze sztucznej fotosyntezy
6.1.5. Dotychczas opracowane technologie pozyskiwania wodoru
6.1.5.1. Projekty badawcze prowadzone w Niemczech
6.1.5.2. Wodór z energii kinetycznej wiatrów - elektroliza wody
6.1.5.3. Wodór z paliw kopalnych - koncepcje rozwoju po 2002 roku
6.1.5.4. Wodór z gazu naturalnego
6.1.5.5. Wodór wytwarzany z metanolu w procesie parowego reformingu
6.1.5.6. Wodór z gazu naturalnego
6.1.5.7. Wodór z węgla kopalnego
6.1.5.8. Separacja i oczyszczanie gazu
6.1.5.9. Sekwestracja CO2
6.1.6. Transport i dystrybucja wodoru
6.1.7. Perspektywy produkcji i sposoby wykorzystania
6.2. Metanol
6.2.1. Uwagi wstępne
6.2.2. Metanol jako paliwo teraźniejszości i przyszłości
6.2.3. Metanol jako paliwo w układach mieszanych turbiny gazowej i parowej
6.2.4. Metanol jako nośnik wodoru w ogniwach paliwowych zasilanych bezpośrednio metanolem
6.2.5. Produkcja metanolu z węgla
6.3. Produkcja metanolu z biomasy i węgla kopalnego z udziałem mionowo-katalitycznej syntezy
jądrowej
6.3.1. Uwagi wstępne
6.3.2. Mionowo-katalityczna synteza deuter-tryt
6.3.3. Biomasa w produkcji metanolu
6.3.4. Węgiel w produkcji metanolu
6.3.5. Mionowo-katalityczna "zimna" synteza jądrowa typu deuter-tryt w produkcji metanolu
6.3.6. Ekonomiczny aspekt transportu biomasy na duże odległości
6.3.7. Ekonomiczne uzasadnienie skali produkcji metanolu z biomasy
6.3.8. Bieżące koszty uprawy, pielęgnacji i pozyskiwania biomasy
6.3.9. Problem uwodorniania biogazu do gazu syntezowego
6.3.10. Uwagi końcowe
6.4. Scenariusze rozwoju
6.5. Uwagi końcowe
Literatura
Rozdział 7 Biomasa źródłem węgla biologicznego
7.1. Informacje ogólne o uprawie biomasy
7.2. Korzyści ekonomiczne wynikające z pozyskiwania i przetwarzania biomasy
7.3. Wpływ stosowania biomasy jako paliwa na środowisko
7.4. Zasoby biomasy
7.5. Technologie uprawy i pozyskania biomasy
7.6. Informacje o planach rozwoju bioenergii opublikowane w końcu lat dziewięćdziesiątych XX wieku
oraz na początku XXI wieku
7.6.1. Stany Zjednoczone
7.6.2. Szwecja
7.6.3. Holandia
7.6.4. Unia Europejska
7.7. Transformacja gospodarki Polski z ery paliw kopalnych do ekonomii wodoru i metanolu
Literatura
Rozdział 8 Transformacja cywilizacji z ery ognia do ekonomii wodoru i metanolu
8.1. Transformacja gospodarki świata do ekonomii wodoru
8.1.1. Źródła energii w transformacji cywilizacji do ekonomii wodoru
8.1.1.1. Energia kinetyczna wiatrów
8.1.1.2. Energia światła słonecznego
8.1.1.3. Elektrolityczna zimna synteza jądrowa
8.1.2. Technologie źródeł energii w transformacji cywilizacji do ekonomii wodoru
8.1.2.1. Integracja technologii energii kinetycznej wiatrów z polimerowymi ogniwami paliwowymi
8.1.2.2. Beztlenowa fermentacja ścieków komunalnych integrowana z węglanowymi ogniwami
paliwowymi jako odnawialne źródło energii na terenach zurbanizowanych
8.1.2.3. Gazyfikacja stałych odpadów komunalnych bezpośrednio zasilająca wodorem ogniwa
paliwowe jako odnawialne źródło energii na terenach zurbanizowanych
8.1.2.4. Zintegrowany układ procesu zgazowywania węgla, turbiny gazowej i ceramicznego ogniwa
paliwowego jako odnawialne źródło energii na terenach zurbanizowanych
8.1.2.5 Integracja turbin wodnych z małą retencją wodną jako źródło energii o zerowej emisji CO2
8.1.2.6. Polimerowe ogniwa paliwowe zasilane bezpośrednio wodorem w transporcie autobusowym
8.1.2.7. Sztuczna fotosynteza źródłem wodoru w słonecznej domowej stacji wodorowej
8.1.2.8. Sztuczna fotosynteza źródłem wodoru w słonecznej stacji wodorowej na autostradzie
wodorowej
8.1.2.9. Ogniwa paliwowe generatorami energii w transporcie szynowym
8.2. Transformacja gospodarki świata do ekonomii metanolu
8.2.1. Metanol ciekłym paliwem węglowodorowym w ogniwach paliwowych
8.2.2. Nośniki i źródła energii w transformacji cywilizacji do ekonomii metanolu
8.2.3. Technologie w transformacji cywilizacji do ekonomii metanolu
8.2.3.1. Technologia produkcji metanolu z węgla kopalnego
8.2.3.2. Technologia układu mieszanego turbiny gazowej i parowej zasilanej metanolem
8.2.3.3. Integracja ceramicznego ogniwa paliwowego oraz układu mieszanego turbiny gazowej i
parowej
8.2.3.4. Ceramiczne ogniwo paliwowe zasilane metanolem źródłem napędu statków morskich
8.2.3.5. Metanol jako źródło wodoru pozyskiwanego przez jego parowy reforming
8.2.3.6. Ogniwo paliwowe bezpośrednio zasilane metanolem
8.2.3.7. Metanol uzyskiwany z biomasy, z węgla kopalnego z udziałem neutronów o wysokich
energiach, którego produkcja i użytkowanie byłyby neutralne wobec efektu cieplarnianego
Literatura
Rozdział 9 Prekursorzy transformacji cywilizacji z ery ognia do ekonomii wodoru i metanolu
9.1. Wspólnoty wodorowe
9.2. Autostrady wodorowe
9.3. USA- główny prekursor transformacji
9.3.1. Plany inwestycyjne w zakresie odnawialnych źródeł energii
9.3.2. Zapobieganie kryzysowi wynikającemu z niestabilnych dostaw ropy ze złóż arabskich oraz z
nieprzewidywalnych jej cen
9.3.3. Dążenie do zachowania klimatu ziemskiego dla przyszłych pokoleń
9.3.4. Program Departamentu Energii USA z 17 stycznia 2007 roku dotyczący sprawności
energetycznej, energii odnawialnej, wodoru, ogniw paliwowych, technologii i infrastruktury
9.3.5. Program Departamentu Energii USA dotyczący rozwoju technologii wodorowych - H2A
9.3.6. Program Departamentu Energii USA dotyczący badań nad wodorem i pojazdami napędzanymi
ogniwami paliwowymi - FY2010
9.3.7. Traktor nieemitujący zanieczyszczeń
9.3.8. Projekt programu Departamentu Energii USA "Wodór i ogniwa paliwowe"
9.3.9. Rynek ogniw paliwowych według Departamentu Energii USA
9.3.10. Wspólnoty wodorowe w USA
9.3.11. Autostrady wodorowe
9.4. Kanada - wspólnota wodorowa na Wyspie Księcia Edwarda
9.5. Kraje Oceanii
9.5.1. Australia
9.5.1.1. "Popyt i podaż energii w Australii" - raport końcowy dla Ministerstwa Energii
9.5.1.2. Australijski plan "Czysta energia - energią przyszłości"
9.5.1.3. Propozycja współpracy Australii z Polską
9.5.1.4. Wspólnoty wodorowe w Australii
9.5.2. Nowa Zelandia
9.6. Wybrane kraje Ameryki Południowej, Azji i Afryki
9.7. Transformacja Europy z ery ognia do ekonomii wodoru
9.8. Uwagi końcowe
Literatura
Rozdział 10 Problemy rozwoju polskiej wsi i kraju oraz możliwości ich rozwiązywania
10.1. Problem bezrobocia na wsi
10.2. Problem wzrostu PKB odniesionego do hektara uprawy użytków rolnych
10.3. Mała retencja wodna
10.3.1. Uwagi wstępne
10.3.2. Dylematy przyszłości - woda
10.3.3. Znaczenie małej retencji wodnej
10.4. Zadłużenie państwa polskiego
10.5. Węgiel kopalny szansą rozwoju obszarów wiejskich i Górnego Śląska
10.6. Przyszłość energetyki jądrowej w Polsce
10.7. Przyszłość gazu łupkowego w Polsce
10.8. Udział odnawialnych źródeł energii w rozwoju wsi i kraju
10.9. Rozwój wspólnot wodorowych na terenie Polski
10.10. Strategia rozwoju obszarów wiejskich
10.11. Wspólnoty wodorowe na terenach wiejskich
10.12. Wspólnoty wodorowe na terenach miejskich
10.13. Znaczenie wspólnot wodorowych dla polskiej gospodarki
10.14. Dotychczasowa działalność konsorcjum Bioenergia na rzecz Rozwoju Wsi
Literatura
Rozdział 11 Transformacja cywilizacji do ekonomii wodoru i metanolu szansą rozwoju wsi i miast
11.1. Transformacja Polski do ekonomii wodoru
11.1.1. Uwagi wstępne
11.1.2. Technologie transformacji Polski do ekonomii wodoru w programie konsorcjum Bioenergia na
rzecz Rozwoju Wsi
11.1.2.1. Transformacja gospodarki z ery ognia do ekonomii wodoru
11.1.2.2. Integracja energii wiatrów z polimerowymi ogniwami paliwowymi szansą rozwoju regionów
zlokalizowanych w pobliżu brzegów morskich
11.1.2.3. Ceramiczne ogniwa paliwowe zasilane produktem zgazowania węgla
11.1.2.4. Węglanowe ogniwa paliwowe zasilane produktem beztlenowej fermentacji ciekłych ścieków
komunalnych
11.1.2.5. Węglanowe ogniwa paliwowe zasilane produktem beztlenowej fermentacji odpadów
zwierzęcych
11.1.2.6. Polimerowe ogniwa paliwowe zasilane wodorem pozyskiwanym ze stałych odpadów
komunalnych i przemysłowych
11.1.2.7. Sztuczna fotosynteza źródłem wodoru bezpośrednio zasilającego ogniwo paliwowe
11.1.2.8. Elektrolityczna zimna synteza jądrowa
11.1.3. Priorytetowe technologie transformacji Polski do ekonomii wodoru w programie konsorcjum
Bioenergia na rzecz Rozwoju Wsi
11.2. Transformacja Polski do ekonomii metanolu
11.2.1. Uwagi wstępne
11.2.2. Metanol strategicznym paliwem XXI wieku
11.2.3. Transformacja gospodarki Polski do ekonomii metanolu w programie konsorcjum Bioenergia
na rzecz Rozwoju Wsi
11.3. Transformacja do ekonomii wodoru i metanolu
11.3.1. Rola państwa w transformacji
11.3.2. Państwo zapewniające ustawodawstwo wspierające rozwój paliw i energii XXI wieku
11.3.3. Państwo wspomagające tworzenie warunków wodnych na gruntach upraw rolnych
11.3.4. Państwo udzielające poparcia firmom mającym uczestniczyć we wspólnym przedsięwzięciu na
przyszłych rynkach paliw i energii
11.4. Rola nauki w transformacji cywilizacji do ekonomii wodoru i metanolu
11.5. Grupy zagadnień naukowych centralnego programu rozwoju kraju
11.5.1. Tematy programu
11.5.2. Edukacja
11.5.3. Transformacja obecnej struktury wsi do struktury zrównoważonej produkcji konsumpcyjnej i
energetycznej
11.5.4. Lokalizacja przestrzenna plantacji i przedsiębiorstw produkcji metanolu w regionach
11.5.5. Mała retencja wodna
11.5.6. Monitoring satelitarny jako czynnik zapobiegania nieurodzajowi roślin
11.5.7. Uprawa roślin i pozyskiwanie biomasy
11.5.8. Przetwarzanie biomasy lignocelulozowej, jej termiczna konwersja do substancji łatwej do
transportu i magazynowania
11.5.9. Zagadnienia termicznej konwersji biomasy
11.5.9.1. Uwagi wstępne
11.5.9.2. Termiczny rozkład biomasy lignocelulozowej
11.5.9.3. Rodzaje konwersji termicznej
11.5.9.4. Znaczenie poszczególnych technologii konwersji biomasy dla gospodarki Polski
11.5.10. Procesy uzupełniające produkcję gazu syntezowego
11.5.11. Mionowo-katalityczna synteza jądrowa
11.5.12. Technologie ogniw paliwowych
11.5.13. Konwencjonalne stacjonarne układy energetyczne zasilane biomasą
11.5.14. Niekonwencjonalne stacjonarne układy energetyczne biomasa-ogniwa paliwowe
11.5.15. Środki transportu miejskiego napędzane ogniwami paliwowymi
11.5.16. Internet
11.6. Ośrodek badawczo-rozwojowy
11.7. Krajowe Stowarzyszenie Producentów Metanolu
11.8. Regionalne stowarzyszenia producentów metanolu
11.9. Przedsiębiorstwo produkcji kwalifikowanych sadzonek, ich aklimatyzacji, zakładania plantacji i
żniw biomasy
11.10. Międzynarodowe przedsiębiorstwo wspólnot wodorowych
Literatura
Podsumowanie