Zmiany klimatu - Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i

Transkrypt

2009 Rok Regionu Morza Bałtyckiego
Zmiany klimatu
Prognozy i przeciwdziałanie
Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej w Gdańsku
Spis treści
Rozmowa z ministrem środowiska, prof. Maciejem Nowickim
Przygotować się na zmiany klimatu.............................................................................................................................................................................................................. 4
Mirosław Miętus
Globalna zmiana klimatu – ustalenia IPCC i ich znaczenie dla Polski . ....................................................................................................................................................... 5
Jan Marcin Węsławski
Ekosystem Bałtyku wobec zmian klimatu.................................................................................................................................................................................................. 12
Mieczysław Struk
Rozwój zrównoważony województwa pomorskiego a Strategia Unii Europejskiej dla Regionu Morza Bałtyckiego (SUERMB).......................................................... 13
Danuta Grodzicka-Kozak Ochrona środowiska i zmiany klimatyczne w Strategii Unii Europejskiej dla Regionu Morza Bałtyckiego............................................................................................ 15
Jerzy Janota Bzowski
Ograniczanie emisji gazów cieplarnianych w projektach EkoFunduszu . ................................................................................................................................................. 20
Robert Bogdanowicz, Marcin Włodarski
Energetyka odnawialna w województwie pomorskim: dostępność i jakość danych na temat zrealizowanych przedsięwzięć........................................................... 22
Robert Bogdanowicz, Piotr Tchórzewski
Rola Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska w realizacji zadań przeciwdziałających zmianom klimatu na przykładzie województwa pomorskiego . ...... 25
Zbigniew Kordalski, Dorota Kaulbarsz
Zrównoważony rozwój Gdańska i adaptacja do zmian klimatycznych..................................................................................................................................................... 28
Jan Hupka, Adriana Zaleska
Zastosowanie najnowszych technik i technologii w ograniczaniu emisji ................................................................................................................................................ 32
Rozmowa z ministrem środowiska prof. Maciejem Nowickim
Mirosław Miętus
Przygotować się na zmiany klimatu
Światowa debata nad ograniczeniem skutków zmian klimatu wydaje się być coraz bardziej intensywna. Właśnie wrócił Pan Minister z 3 Światowej Konferencji Klimatycznej
w Genewie, której rezultaty wykorzystane będą przez organizowaną w grudniu w Kopenhadze Konferencję Stron Konwencji Narodów Zjednoczonych. To ważne spotkanie
poprzedzać będą liczne rozmowy służące uzgodnieniu stanowisk. Można odnieść wrażenie, że ta dynamika działania jest wynikiem rosnącej presji na skutek obserwowanych
zmian klimatu oraz coraz większej świadomości, że trzeba przygotować się na efekty
zjawisk klimatycznych.
Działania dotyczące zmian klimatu obejmują dwa nurty. Konferencja w Genewie organizowana
była przez WMO (Światową Organizację Meteorologiczną) skupiającą przede wszystkim reprezentantów świata nauki. Natomiast do Kopenhagi zjadą politycy, ponieważ XV Konwencja
Narodów Zjednoczonych służyć będzie spotkaniu polityków i ich negocjacjom na temat zmian
klimatu na świecie.
Ocieplanie się klimatu Ziemi to sprawa udowodniona i niezaprzeczalna. Równie oczywisty jest
fakt, że ma to związek z działalnością człowieka, na skutek której do atmosfery emitowane są
ogromne ilości gazów cieplarnianych. Są to gigantyczne wartości - roczna emisja tylko dwutlenku węgla sięga 30 miliardów ton.
Z roku na rok wzrasta ilość energii, którą absorbuje atmosfera Ziemi. I dopóki nie zmniejszymy
tej antropogenicznej emisji katastrofalne zjawiska przyrodnicze, o niespotykanej dotychczas
intensywności, będą się nasilać. Już teraz coraz mniej zaskakująco brzmią dla nas informacje
o ulewnych deszczach, gwałtownych powodziach, cyklonach…
Ocieplanie się klimatu ma także wpływ na rozprzestrzenianie się chorób tropikalnych, występowanie szkodników, które mogą zagrażać uprawom rolnym i lasom.
Na takie zjawiska trzeba być przygotowanym i, o ile to możliwe, redukować emisję CO2 i innych
gazów cieplarnianych i równocześnie przygotowywać się na skutki zmian klimatu.
Czy szacowany jest zakres zmian, do jakich dojdzie w środowisku i gospodarce, z jakimi
powinniśmy zmierzyć się w Polsce?
4
Dla Polski najważniejszym problemem może być deficyt wody. W Europie należymy do krajów
o najmniejszej zasobności w wodę. W związku z ociepleniem się klimatu należy spodziewać się,
że klimat nad Wisłą będzie przypomniał taki, jaki teraz panuje na Węgrzech. Stanie się bardziej
kontynentalny – suche, gorące lato niekorzystnie wpłynie na plony w rolnictwie, łagodne zimy
będą miały wpływ na wzrost liczby szkodników. Forpocztą takich zjawisk jest powszechnie znana sprawa: wymieranie kasztanowców zaatakowanych przez szrotówka kasztanowcowiaczka.
Rejestrujemy rocznie kilkadziesiąt trąb powietrznych, wiatry o sile huraganu, nawalne deszcze – takie
zjawiska jeszcze trzydzieści lat temu zdarzały się rzadko. A teraz trzeba być na nie przygotowanym.
Matematyczne modelowanie upoważnia do prognoz, że w drugiej połowie tego wieku poziom
światowego oceanu może podnieść się nawet o jeden metr. Muszą to mieć na uwadze nadmorskie samorządy i mieszkańcy tych terenów.
Jakie są najważniejsze wyzwania dla polskiej gospodarki, by przeciwdziałać potęgującym się skutkom zmian klimatu?
Największe czekają gospodarkę, funkcjonującą w oparciu o energię uzyskaną ze spalania węgla.
Z tego powodu Polska należy do dziesięciu największych w świecie emitentów CO2. Opracowywana jest strategia polityki energetycznej kraju do 2030 r. Zapisane w niej zostało odchodzenie od
węgla jako jedynego nośnika energii. Jesteśmy zobowiązani przez Unię do pozyskania, do 2020 r.,
15 procent energii ze źródeł odnawialnych. Musimy też poprawić, o 20 procent, efektywność
energetyczną. Właśnie oszczędność energii powinna być naszym priorytetem, ponieważ jest to
najtańszy sposób zwiększenia możliwości energetycznych bez budowania nowych elektrowni.
Rozważane jest także wprowadzenie energii jądrowej. Ta opcja nie będzie remedium na nasze
energetyczne deficyty, ale stanowić może uzupełnienie potrzeb w granicach 10 – 15 procent.
W myśl tej strategii przyszłościowy „energetyczny mix” pochodzić będzie z wielu źródeł. Także
z węgla z tym, że skuteczność pozyskiwania energii z węgla w elektrowniach nowej generacji
będzie o jedną trzecią wyższa aniżeli w dotychczasowych instalacjach. Takie elektrownie będą
emitowały zdecydowanie mniej CO2.
Czy sprostanie tym wyzwaniom wymaga specjalnej polityki państwa?
Tak, tego rodzaju działania są przedmiotem „Polityki energetycznej państwa”, która wkrótce
będzie zatwierdzana przez Sejm. Jest to dokument o najwyższej randze, do którego już pisane
są rozporządzenia wykonawcze, obejmujące zobowiązania wszystkich resortów. Zatwierdzona
„Polityka energetyczna państwa” będzie stanowić polską konstytucję energetyczną.
W maju tego roku Pan Minister uczestniczył w konferencji organizowanej przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska w Gdańsku na temat „Przeciwdziałania zmianom
klimatu w regionach nadmorskich Bałtyku”
W czerwcu zatwierdzona została Strategia Unii Europejskiej dla Regionu Morza Bałtyckiego,
w której ujęte zostały problemy ochrony środowiska w kontekście zmian klimatu. W jakim
stopniu przeciwdziałanie skutkom zmian klimatu w regionach nadmorskich uwzględnione
zostało także w ramach krajowej polityki koncentrującej się na tej problematyce?
Unia Europejska zobowiązała wszystkich swoich członków do opracowania strategii adaptacji do
zmian klimatycznych. W Polsce także taki dokument jest właśnie opracowywany. Wśród wielu
poruszanych problemów poczesne miejsce zajmować będą te związane z podnoszeniem się
poziomu morza – czyli zwiększenie erozji brzegów morskich, groźba zalania Żuław i narażone
na ataki morza tereny nadmorskie.
Rozmawiała: Dorota Kobierowska-Dębiec
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Centrum Monitoringu Klimatu Polski
Uniwersytet Gdański, Katedra Meteorologii i Klimatologii
Globalna zmiana klimatu – ustalenia IPCC i ich znaczenie dla Polski
Mimo znaczącego postępu naukowo-technicznego warunki meteorologiczne i klimatyczne
ciągle wywierają znaczący wpływ na rozwój wielu obszarów, niekiedy nawet stanowią one dla
wielu społeczności barierę rozwoju społecznego i gospodarczego.
Dyskusja na temat globalnego ocieplenia zaczęła się w końcu lat 70. XX wieku. Początkowo brali
w niej udział jedynie specjaliści z zakresu klimatologii, jednak już dawno to grono jest o wiele
szersze. Problematyką współczesnej globalnej zmiany klimatu zajmują się dzisiaj zarówno
specjaliści z zakresu nauk o Ziemi, jak i nauk pokrewnych, praktycy życia codziennego, politycy,
dziennikarze oraz szeroko rozumiana opinia publiczna. Wszystko to wynika z faktu, że coraz
powszechniejsze jest występowanie oznak globalnego ocieplenia, którego skutki są niestety
w większości przypadków negatywne nie tylko dla środowiska naturalnego, lecz również warunków życia człowieka. Ponadto sformułowany przez bardzo wielu naukowców pogląd o odpowiedzialności człowieka za współczesne globalne ocieplenie w bardzo istotny sposób poszerzył
grono uczestników dyskusji oraz spowodował, że bardzo prędko wyszła ona poza akademickie
sale wykładowe oraz specjalistyczne czasopisma naukowe i dotarła do parlamentów a także na
łamy opiniotwórczych dzienników i anteny największych stacji telewizyjnych. O wzroście zainteresowania wspomnianą kwestią świadczą takie fakty jak m.in. gwałtowny, wręcz skokowy,
wzrost liczby publikacji naukowych poświęconych zagadnieniom związanym ze współczesną
zmianą klimatu. Obecnie co roku ukazuje się ponad 5 tysięcy publikacji powiązanych z tą problematyką. Przed 30 laty liczba ta nie przekraczała 250.
Efektem wzrostu społecznego zainteresowania zagrożeniami wynikającymi z globalnego
ocieplenia jest podjęcie publicznej debaty na temat współczesnego ocieplenia i jego przyczyn.
Zwołana przez Światową Organizacje Meteorologiczną (World Meteorological Organization,
WMO) w roku 1979 1. Światowa Konferencja Klimatyczna doprowadziła m.in. do powołania
Światowego Programu Klimatycznego (World Climate Programme, WCP) a następnie do
powołania w 1998 r. przez WMO oraz Program Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju (United
Nations Development Programme, UNDP) Międzyrządowej Grupy Ekspertów ds. Zmiany Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC). Do dnia dzisiejszego IPCC przygotował
i opublikował cztery Okresowe Oceny Zmiany Klimatu (w latach 1990, 1995, 2001 i 2007). Ponadto IPCC, wspólnie z byłym wiceprezydentem USA Alem Gore, zostało wyróżnione Pokojową
Nagrodą Nobla w roku 2007 (Rys.1).
2. Światowa Konferencja Klimatyczna odbywająca się w roku 1990 doprowadziła do ustanowienia Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmiany Klimatu (United Nations
Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) a następnie do podpisania i wejścia w życie
Protokołu z Kioto (1997). Protokół z Kioto wszedł w życie w lutym 2005 roku, w trzy miesiące po
ratyfikowaniu go przez Rosję. Do dnia dzisiejszego nie został on przyjęty przez USA.
Protokół z Kioto przestanie obowiązywać w roku 2012. Dlatego szczególne znaczenia mają
starania społeczności międzynarodowej, zmierzające do wypracowania nowego porozumienia w zakresie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Konsekwencją tej samej konferencji
jest także powołanie przez nią Globalnego Systemu Obserwacji Klimatu (Global Climate
Observing System, GCOS), który koordynuje światowe prace w zakresie wszechstronnego
monitoringu klimatu. Polska, tak jak wszystkie kraje Unii Europejskiej, wdrożyła na poziomie
krajowym GCOS (Miętus i inni, 2008). Obradująca w bieżącym roku 3. Światowa Konferencja
Klimatyczna stworzyła podwaliny pod Globalną Służbę Klimatyczną (Global Framework for
Climate Services, GFCS).
Globalna zmiana klimatu i jej przejawy
Aktualnie zmianę klimatu definiuje się w dwojaki sposób. IPCC definiuje ją jako utrzymującą się
przez długi okres, zazwyczaj kilku dekad lub dłużej, zmianę wartości średnich i/lub zmienności
jej charakterystyk, identyfikowaną m.in. przez stosowanie testów statystycznych. Definicja ta
dotyczy każdej zmiany w klimacie, niezależnie od tego, czy wynika ona z naturalnej zmienności, czy też z działalności ludzkiej. Tymczasem UNFCCC przyjęło w swoich pracach, że termin
ten odnosi się do zmiany klimatu wynikłej bezpośrednio lub pośrednio z działalności ludzkiej,
zmieniającej skład atmosfery ziemskiej i która to zmienność występuje niezależnie od naturalnej
zmienności klimatu obserwowanej w porównywalnych okresach czasu.
Rysunek 1. Dyplom Komitetu Noblowskiego oraz medal
Według ostatniego, Czwartego Raportu IPCC (2007) ocieplenie się klimatu Ziemi nie budzi żadnych wątpliwości. Przejawia się ono w powszechnie obserwowanym wzroście średniej globalnej
temperatury powietrza dolnych warstw atmosfery oraz temperatury oceanu, topnieniu śniegu
i lodu oraz podnoszeniu się średniego poziomu Wszechoceanu.
5
IPCC podaje, że 11 z ostatnich 12 lat (a więc z okresu od 1995 do 2006 roku) należało do 12 najcieplejszych w serii instrumentalnych pomiarów temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi (IPCC
do wszelkich analiz zmian termicznych wykorzystuje serie wartości temperatury powietrza od roku
1851). Tempo zmiany temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi, określone przez trend liniowy
dla stuletniego okresu 1906-2005 wynosi 0,74 [w prawdopodobnym zakresie od 0,56 do 0,92]°C
i jest ono większe od podawanego w Trzecim Raporcie Oceny (IPCC 2001). W roku 2001 trend liniowy
dla okresu 1901-2000 szacowany był bowiem na wartość 0,6 [od 0,4 do 0,8] st. C. Jednocześnie
autorzy Czwartego Raportu IPCC podkreślają, że w przypadku ostatnich 50 lat (1956-2005) trend liniowy zmiany temperatury jest prawie dwukrotnie wyższy od notowanego dla stulecia (1906-2005)
i wynosi 0,13°C/10 lat.
Ponadto według IPCC jest bardzo prawdopodobne, że średnia temperatura powietrza na półkuli
północnej w drugiej połowie XX wieku była wyższa niż w jakimkolwiek innym okresie 50-letnim
w ciągu ostatnich 500 lat oraz, że jest ona najwyższa od co najmniej ostatnich 1300 lat. Autorzy
raportu IPCC podkreślają także, że wzrost temperatury przy powierzchni Ziemi jest powszechny
i jest większy w wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej (Rys.2). Szczególnie
silne zmiany temperatury występują w Arktyce, gdzie średnia temperatura powietrza wzrastała co
najmniej dwukrotnie szybciej niż miało to miejsce w skali globalnej. Dodatkowo należy zaznaczyć,
że obszary lądowe ocieplają się szybciej niż oceany.
Zmiany temperatury, poziomu morza i obszaru pokrywy śnieżnej na półkuli północnej
14,0
temperatura (ºC)
0,0
14,5
13,5
-0,5
(b) średni globalny poziom morza
-0
-50
-100
-150
4
(c) pokrywa śnieżna na półkuli północnej
40
0
36
-4
32
(milion km2)
(milion km2)
różnice w stosunku do okresu 1961-1990
(mm)
(ºC)
0,5 (a) średnia globalna temperatura przy powierzchni ziemi
1900
1950
2000
lata 1850
Rysunek 2. Obserwowane zmiany: (a) globalnej średniej temperatury przy powierzchni ziemi, (b) globalnego średniego poziomu morza na podstawie odczytów z wodowskazów (linia niebieska) i na podstawie danych satelitarnych (linia czerwona) oraz (c) pokrywy śnieżnej na półkuli północnej w okresie
marzec–kwiecień; wszystkie różnice podane w stosunku do wartości średnich z lat 1961–1990 (źródło:
Zmiana klimatu 2007. Raport Syntezy, tłumaczenie polskie, IOŚ 2009).
6
Jednocześnie ze wzrostem temperatury przy powierzchni ziemi obserwuje się systematyczne ocieplanie się całej troposfery (warstwy atmosfery o grubości do 7 km w okolicach biegunów, 11 km
w rejonie umiarkowanych szerokości geograficznych i 16 km od powierzchni Ziemi w okolicach
równika). Równocześnie ocieplaniu się troposfery towarzyszy ochładzanie się środkowej stratosfery
(warstwy nadległej nad troposferą), co jest konsekwencją deplecjacji ozonu stratosferycznego.
Pomimo, że okres systematycznych pomiarów temperatury głębszych warstw oceanu jest dużo krótszy niż okres pomiarów temperatury powietrza (od 1961 roku) to zgromadzone rezultaty pomiarów
pokazują, że co najmniej do głębokości 3000 m wzrosła średnia temperatura wód Wszechoceanu.
Ponadto szczegółowa analiza dostępnych danych pomiarowych z obszarów morskich pozwala
stwierdzić, że ocean zmagazynował ponad 80 procent ciepła, które zostało „dodane” do systemu
klimatycznego Ziemi.
Konsekwencją wzrostu temperatury powietrza i temperatury górnych warstw oceanu jest wzrost
poziomu morza (Rys. 2). Globalny średni poziom morza wzrastał w okresie 1961-2003 w tempie 1,8
[1,3 do 2,3]mm w ciągu roku i w tempie około 3,1 [2,4 do 3,8] mm w ciągu roku w latach 1993-2003.
Niestety, naukowcom nie udało się wyjaśnić, czy owe szybsze tempo wzrostu w okresie 1993-2003
jest odzwierciedleniem dekadowej zmienności, czy też ma charakter trendu długookresowego.
Jednym z najbardziej prawdopodobnych wyjaśnień tego zjawiska jest teza, że system satelitarnych
obserwacji zmian poziomu morza (POSEJDON) został uruchomiony krótko po ostatnim silnym wybuchu wulkanu Pinatubo, który przyczynił się do okresowego ochłodzenia się powierzchniowych
warstw oceanu. Po tym krótkotrwałym epizodzie nastąpiło intensywne ogrzewanie się powierzchni
mórz. Autorzy raportu IPCC uważają, że wzrost średniego poziomu morza od roku 1993 jest
w 57 procent wynikiem rozszerzalności cieplnej oceanów, w 28 procent malejącej objętości lodowców i czap lodowych, a w pozostałej części konsekwencją zaniku polarnych lądolodów.
Zmniejszanie sie zasięgów występowania śniegu i lodu jest kolejną konsekwencją globalnego
wzrostu temperatury powietrza (Rys. 2). Na podstawie obserwacji satelitarnych prowadzonych
systematycznie od roku 1978 można stwierdzić, że średni roczny zasięg lodu morskiego w Arktyce
zmniejszał się w tempie 2,7 [od 2,1 do 3,3] procent w ciągu dekady. Jednak w okresie lata tempo
zmniejszenia się zasięgu lodów było dużo większe i wynosiło 7,4 [od 5,0 do 9,8] procent w ciągu dekady. Na obu półkulach zmniejszyły się również obszary zajęte przez lodowce górskie oraz pokrywę
śnieżną. Jednocześnie na półkuli północnej zmniejszył się o 7 procent maksymalny zasięg obszaru
sezonowo zamarzniętego gruntu. Wiosną spadek ten przekroczył nawet 15 procent. Temperatura
górnych warstw wiecznej zmarzliny wzrosła w Arktyce o blisko 3 st. C od lat 80. XX wieku.
Ponadto w różnych skalach przestrzennych, od kontynentalnej do regionalnej oraz w obrębie
poszczególnych basenów oceanicznych są obserwowane liczne długookresowe zmiany innych charakterystyk klimatu. W przypadku opadów atmosferycznych w okresie 1900-2005 trendy wysokości
opadu były zauważalne na wielu rozległych obszarach. Wysokość opadów wzrosła we wspomnianym okresie istotnie we wschodnich częściach Północnej i Południowej Ameryki, północnej Europie
oraz północnej i centralnej Azji. Zmalała natomiast na obszarze Sahelu (na południe od Sahary),
w basenie Morza Śródziemnego, południowej Afryce oraz w części południowej Azji. Ponadto, jak
podkreślają autorzy Raportu IPCC, jest prawdopodobne, że w skali globalnej, wzrosła od lat 70. XX
wieku wielkość obszaru dotkniętego suszą.
Szczególny niepokój społeczności międzynarodowej budzą zmiany częstości występowania oraz
zmiany natężenia niektórych ekstremalnych zjawisk pogodowych. Szczególnie widoczne jest
rzadsze występowanie chłodnych dni i nocy oraz przymrozków przy jednoczesnym częstszym
występowaniu dni upalnych i ciepłych nocy. Tzw. fale ciepła są częstsze na większości obszarów
lądowych. Ponadto na większości obszarów wzrosła częstość występowania opadów nawalnych
i przypadków występowania ekstremalnie wysokiego poziomu morza.
Prowadzony od początku lat 70. XX wieku satelitarny monitoring występowania cyklonów
tropikalnych na północnym Atlantyku pozwala na potwierdzenie wzrostu aktywności intensywnych cyklonów tropikalnych w obrębie wspomnianego akwenu. Jednak brak rutynowych
satelitarnych obserwacji cyklonów przed rokiem 1970 komplikuje detekcję wieloletnich trendów
w ich aktywności. Uniemożliwia to niestety określenie ewentualnego zagrożenia na obszarze
zachodniego Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego (Indonezja, Filipiny, Bangladesz), gdzie szkody są
zazwyczaj bardzo duże.
Zmiany w systemach fizycznych i biologicznych oraz temperatury przy powierzchni ziemi, lata 1970–2004
Według IPCC istnieją liczne dowody obserwacyjne ze wszystkich kontynentów i większości oceanów, które pokazują, że wiele naturalnych ekosystemów jest zagrożonych regionalnymi zmianami
klimatu, szczególnie wzrostem temperatury. Jednakże sformułowane w tym zakresie przez IPCC
opinie bazują co prawda na obszernych zbiorach danych, które jednak obejmują rezultaty badań
zaledwie od roku 1970. Autorzy Czwartego Raportu Oceny IPCC podkreślają jednak, że liczba analiz
obserwowanych trendów zachodzących w środowisku fizycznym i biologicznym oraz ich związków z regionalnymi zmianami klimatu wzrosła znacząco od momentu opublikowania wcześniejszego Raportu. Wzrosła również jakość zbiorów danych. Istnieje jednak szczególnie wyraźny brak
geograficznej równowagi zarówno w danych, jak i publikacjach na temat obserwowanych zmian.
Wspomniane braki są szczególnie widoczne w przypadku krajów rozwijających się.
IPCC uważa za wysoce pewne, że systemy naturalne związane ze śniegiem, lodem i zamarzniętym gruntem (włączając wieczną marzłoć) są zagrożone skutkami zmian klimatu. Potwierdzają
to liczne przykłady takie jak m.in. powiększenie powierzchni oraz wzrost liczby jezior lodowcowych, wzrost niestabilności gruntu w regionach występowania wiecznej marzłoci oraz wzrost
częstości występowania lawin skalnych w obszarach górskich, a także zmiany w niektórych
arktycznych i antarktycznych ekosystemach, włączając biomy związane ze strefą morze-lód
oraz zmiany występowania drapieżników z wysokich poziomów łańcucha troficznego. Zwiększony odpływ i wcześniejsze maksimum wiosennego przepływu w rzekach o zasilaniu śnieżnym
i lodowcowym oraz ogrzanie się jezior i rzek w wielu regionach mające wpływ na strukturę termiczną oraz jakość wody są szczególnie widocznymi dowodami skutków wpływu współczesnej
zmiany klimatu na systemy hydrologiczne.
Na podstawie badań licznych gatunków istnieje według IPCC bardzo wysoka pewność, że
obecne ocieplenie silnie wpływa na lądowe systemy biologiczne, obejmując takie zmiany, jak
wcześniejsze występowanie wiosny, wcześniejsze rozpoczęcie wegetacji wiosną oraz wydłużenie okresu wegetacyjnego, wcześniejsze rozwijanie liści, migracje ptaków i składanie jaj,
przesunięcie granic występowania pewnych gatunków roślin i zwierząt ku biegunom oraz ku
wyżej położonym siedliskom.
IPCC podkreśla, że obserwowane zmiany w oceanie i na lądzie dostarczają dodatkowych dowodów, że świat staje się cieplejszy i że w blisko 90 procent przypadków analizowanych serii danych
obserwacyjnych omawiane zmiany wielu systemów fizycznych i biologicznych są zgodne z kierunkiem zmiany spodziewanej jako reakcja systemu na ocieplenie. (Rys. 3).
Przyczyny zmian klimatu
Czynniki powodujące zmiany klimatu można podzielić na naturalne i antropogeniczne oraz
na zewnętrzne i wewnętrzne. Do czynników naturalnych należą: tzw. cykle Milankowicza,
które związane są z czynnikami natury astronomicznej, zmiany aktywności Słońca, wulkanizm,
globalna cyrkulacja oceaniczna oraz naturalna zmienność koncentracji gazów cieplarnianych
w atmosferze. Do czynników antropogenicznych należą wymuszone aktywnością ludzką zmiany koncentracji gazów cieplarnianych, zmiany koncentracji aerozoli troposferycznych, zmiany
ilości ozonu stratosferycznego, zmiany w użytkowaniu terenu. Do zewnętrznych czynników
kształtujących klimat Ziemi należą natomiast: cykle Milankowicza, aktywność Słońca, zderzenia
A(m)Pn A(m)P3
A(m)P3
EUR
A(m)Pn
A(m)Pł EUR
A(m)Pn
355 455
94% 92%
53
5
AFR
EUR
AFR
28115
115
2828
115
ANZ
AFR
ANZ
OP*
OP*
5
2
AZ
AZ
119
98% 100% 94% 89%
AZ
ANZ
106
8
6
100% 100% 96% 100% 100%
0
120
-
91% 100%
SerieSerie
danych
obserwacyjnych
danych
obserwacyjnych
Seriefizyczne
danych(śnieg,
obserwacyjnych
systemy
lód i zamarznięty
grunt; grunt;
hydrologia; procesyprocesy
brzegowe)
systemy
fizyczne
(śnieg,
lód
systemy
fizyczne
(śnieg,morskie
lód ii zamarznięty
zamarznięty
grunt; hydrologia;
hydrologia; procesy brzegowe)
brzegowe)
systemy
biologiczne
(lądowe,
i słodkowodne)
systemy
biologiczne
(lądowe,
morskie
i
słodkowodne)
systemy biologiczne (lądowe, morskie i słodkowodne)
Europa***
Europa***
Europa***
1-301-30
1-30
31-100
31-100
31-100
101-800
101-800
101-800
801-1200
801-1200
801-1200
1201-7500
1201-7500
1201-7500
-1,0
-0,2
00 ,, 22
0,2
11 ,, 00
1,0
22 ,, 00
2,0
24
28586
586
2828
586
WOD** GL
GLGL
WOD**
WOD**
764
94% 90%
2828671
671
671
28
1
85
100% 99%
Fizyczne
Fizyczne
Fizyczne
765
94% 90%
Biologiczne
Biologiczne
Biologiczne
Liczba
Liczba
Liczba
Liczba
istotnych
istotnych
Liczba istotnychistotnych
Liczba istotnych
istotnych
obserwowaobserwowaobserwowaobserwowaobserwowanych
obserwowanych
nych zmian
zmian
nych zmian
zmian
nych
nych
zmian
Zmiana
Zmiana temperatury
temperatury
w latach
latach 1970–2004
1970–2004 (°C)
(°C)
w
-- 11 ,, 00 -- 00 ,, 22
L¥D
LĄD
L¥D
OP*
33 ,, 55
3,5
zmian
Odsetek
Odsetek
Odsetek
Odsetek
zmian
spospozmian
spo-zmian zmian
zmianOdsetek
spo- zmian
Odsetek
wodowanych wodowanych
wodowanych
wodowanych
spowodowanych
spowodowanych
ociepleniem
ociepleniem
ociepleniem
ociepleniem
ociepleniem
ociepleniem
*** Obszary
Obszary
polarne
(OP) obejmują
również obserwowane
zmiany
biologicznych
systemów morskich i słodkowodnych.
Obszary polarne
polarne (OP)
(OP) obejmują
obejmują również
również obserwowane
obserwowane zmiany
zmiany biologicznych
biologicznych systemów
systemów morskich
morskich ii słodkowodnych.
słodkowodnych.
**
obserwowane
zmiany
w
jak
obszarach
oceanów,
małych
**
WODobejmuje
obejmuje
obserwowane
zmiany
zarówno wstanowiskach,
pojedynczych
stanowiskach,
i rozległych
obszarach oceanów, małych wyspach
** WOD
WOD
obejmuje
obserwowane
zmiany zarówno
zarówno
w pojedynczych
pojedynczych
stanowiskach,
jak ii rozległych
rozległych
obszarachjak
oceanów,
małych wyspach
wyspach
kontynentach. Lokalizacje
Lokalizacje obszarów
obszarów morskich,
morskich, gdzie
gdzie występują
występują zmiany
zmiany na
na dużych
dużych obszarach
obszarach nie
nie są
są pokazane
pokazane na
na mapie.
mapie.
*** iiKółka
ikontynentach.
kontynentach.
Lokalizacje
obszarów
morskich,
gdzie
występują
zmiany
na
dużych
obszarach
nie
są pokazane na mapie.
w Europie
Europie (EUR)
(EUR) reprezentują
reprezentują od
od 11 do
do 7500
7500 serii
serii danych.
*** Kółka w
***Kółka
w Europie
(EUR) reprezentują
od 1 dodanych.
7500 serii danych.
Rysunek 3. Lokalizacja istotnych zmian w seriach danych dotyczących systemów fizycznych (śnieg, lód i zamarznięty
grunt; hydrologia; procesy brzegowe) i systemów biologicznych (lądowych, morskich i słodkowodnych). Zmiany te
są zaprezentowane razem ze zmianami temperatury powietrza w latach 1970–2004. Podzbiór około 29 000 serii
został wybrany spośród około 80 000 serii danych pochodzących z 577 analiz. Wybrane zbiory spełniają następujące
kryteria: (1) kończą się w roku 1990 lub później, (2) obejmują okres co najmniej 20 lat oraz (3) pokazują istotną zmianę
in plus lub in minus, zgodnie z wynikami badań. Powyższe serie danych pochodzą z około 75 analiz (z których około 70
przeprowadzono po opublikowaniu TAR) i zawierają około 29 000 serii danych, spośród których około 28 000 pochodzi
z analiz europejskich. Na biało oznaczono obszary, dla których brak jest wystarczającej liczby danych niezbędnych do
określenia trendu temperatury. Zbiór kwadratów 2x2 przedstawia: całkowitą liczbę serii danych, w których występują
istotne zmiany (górny rząd) i procent serii danych, w których istotne zmiany są spójne z ociepleniem (dolny rząd)
w skali (i) kontynentalnej: Ameryka Północna (A(m)Pn), Ameryka Południowa (A(m)Pł), Europa (EUR), Afryka (AFR),
Azja (AZ), Australia i Nowa Zelandia (ANZ), i obszary polarne (OP) oraz (ii) skali globalnej: lądowej (LĄD),wodnej
(WOD) i globalnej (GL). Suma liczby analiz dotyczących siedmiu regionów kontynentalnych (A(m)Pn,….,OP) nie
pokrywa się z sumą podaną w skali globalnej (GL), ponieważ liczby z poszczególnych regionów, poza obszarami
polarnymi (OP), nie zawierają liczb dotyczących systemów wodnych (WOD). Na mapie nie zostały zaznaczone duże
obszary zmian morskich. {WGII rys. SPM.1, rys. 1.8, rys. 1.9; WGI rys. 3.9b}
7
1
1800 1900 2000
lata
300
0
250
2000
1500
1000
0,4
1000
1800 1900
lata
2000
500
0,2
0
500
Globalne roczne emisje antropogenicznych gazów cieplarnianych
podtlenek azotu (ppb)
330
300
300
270
0,1
270
1800 1900 2000
lata
240
0
10000
8
5000
okres (przed 2005 rokiem)
b)
a)
330
wymuszenie radiacyjne (W/m2)
metan (ppb)
1500
2000
0
Rysunek 4. Koncentracja CO2, CH4 i N2O w atmosferze w ostatnich 10 000 lat (duży panel) i od
roku 1750 (wykres wewnętrzny). Prezentowane pomiary pochodzą z rdzeni lodowych (różne
kolory symboli dotyczą danych z różnych analiz) oraz próbek atmosferycznych (czerwona linia).
Związane z tym wymuszenia radiacyjne w stosunku do wartości z roku 1750 są przedstawione
na osi pionowej znajdującej się po prawej stronie dużego wykresu {WGI rys. SPM.1}.
CH4
14,3%
60
50
40
30
35,6
39,4
44,7
49,0
28,7
20
10
0
1970
1980
1990
2000
2004
CO2 z wykorzystania paliw kopalnych i innych źródeł
CH4 z rolnictwa, odpadów i energii
CO2 z wylesiania, rozkładu biomasy i torfowisk
N2 O z rolnictwa i innych źródeł
F-gazy
przemysł
19,4%
transport
13,1%
budownictwo
7,5%
Rysunek 5. (a) Globalne roczne emisje antropogenicznych gazów cieplarnianych w latach 1970–2004;
(b) udział różnych antropogenicznych gazów cieplarnianych w całkowitej emisji w roku 2004 wyrażony
w ekwiwalencie CO2; (c) udział różnych sektorów w całkowitej antropogenicznej emisji GHG w roku
2004 wyrażony w ekwiwalencie CO2, w leśnictwie ujęto wylesianie (źródło: Zmiana klimatu 2007.
Raport Syntezy, tłumaczenie polskie, IOŚ 2009).
Wartości WR
[W/m2]
Elementy WR*
{
ozon
stratosferyczna
para wodna z CH4
albedo
powierzchniowe
{
N2 O
CH4
stratosferyczny
globalna
wysoki
halowęglo- 0,48 [0,43 – 0,53]
0,16 [0,14 – 0,18]
wodory
0,34 [0,31 – 0,37]
globalna
wysoki
troposferyczny
-0,05 [-0,15 – 0,05] kontynentalna
0,35 [0,25 – 0,65] do globalnej średni
0,07 [0,02 – 0,12]
użytkowanie
ziemi
efekt
bezpośredni
globalna
-0,2 [-0,4 – 0,0] lokalna do
0,1 [0,0 – 0,2] kontynentalnej
kontynentalna
-0,5 [-0,9 – -0,01]
do globalnej
kontynentalna
-0,7 [-1,8 – -0,3]
do globalnej
0,01 [0,003 – kontynentalna
0,03]
czarny węgiel
na śniegu
efekt albeda
chmur
smugi
kondensacyjne
promieniowanie
słoneczne
całkowit antropogeniczny efekt netto
–2
Skala
PNZ**
przestrzenna
1,66 [1,49 – 1,83]
CO2
długo utrzymujące
się w atmosterze
gazy cieplarniane
całkowity
aerosol
CO2 z wykorzystania
paliw kopalnych
56,6%
odpady i ścieki zaopatrzenie
leśnictwo 2,8%
w energię
17,4%
25,9%
rolnictwo
13,5%
Składowe wymuszenia radiacyjnego
N2O F-gazy
7,9% 1,1%
CO2 (wylesianie,
rozkład biomasy itp.)
17,3%
C04 (pozostałe)
2,8%
c)
Globalna koncentracja CO2 w atmosferze wzrosła od wartości około 280 ppm (cząstek gazu na
milion cząstek powietrza) na początku ery przemysłowej do 379 ppm w roku 2005. Średnie roczne
tempo wzrostu koncentracji CO2 wynosiło 1,9 ppm/rok w okresie 1995-2005 i było większe niż kiedykolwiek od rozpoczęcia ciągłych bezpośrednich pomiarów atmosferycznych (średnia dla okresu
1960-2005 wynosi 1,4 ppm/rok). W tym samym czasie globalna koncentracja CH4 w atmosferze
wzrosła od wartości około 715 ppb (cząstek na miliard) w początku ery przemysłowej do 1732 ppb
w roku 2005, a koncentracja N2O w atmosferze wzrosła od wartości około 270 ppb w początku
ery przemysłowej do 319 ppb w roku 2005. Tempo wzrostu koncentracji metanu spadło od wczesnych lat 90. XX wieku, zgodnie z całkowitą emisją. Wymaga szczególnego podkreślenia fakt, że
koncentracja wielu halowęglowodorów (włączając chlorofluorowęglowodory) wzrosła od bliskiej
zera przedprzemysłowej koncentracji tła głównie z powodu działalności ludzkiej. Obecność gazów
z tej grupy w atmosferze jest szczególnie niebezpieczna, gdyż charakteryzują się one wielokrotnie
wyższą zdolnością do ocieplania klimatu oraz niezwykle długim czasem życia w atmosferze.
Antropogeniczne
300
Wzrosty koncentracji CO2 są spowodowane przede wszystkim wykorzystaniem paliw kopalnych
oraz, chociaż w dużo mniejszym stopniu, zmianami sposobu użytkowania terenu. Jest również
bardzo prawdopodobne, że obserwowany wzrost koncentracji CH4 jest przede wszystkim
skutkiem rozwoju rolnictwa i spalania paliw kopalnych. Wzrost koncentracji N2O jest przede
wszystkim pochodzenia rolniczego (Rys. 5).
Naturalne
350
350
z ciałami pochodzenia kosmicznego, a do czynników wewnętrznych: gazy cieplarniane, aerozole
troposferyczne, chmury troposferyczne, ozon stratosferyczny, zmiany użytkowania terenu, erupcje
wulkaniczne i cyrkulacja oceaniczna.
Wszystkie powyżej wymienione czynniki zmieniają bilans energetyczny systemu klimatycznego i są
przyczynami zmiany klimatu. Wpływają one bowiem na absorpcję, rozpraszanie i emisję promieniowania w atmosferze i na powierzchni Ziemi. Wynikające z działania tych czynników dodatnie lub ujemne
zmiany bilansu energetycznego są określane mianem wymuszenia radiacyjnego (Radiative Forcing, RF),
które jest używane do porównywania ocieplających lub ochładzających wpływów na globalny klimat.
Prymitywny, zero-wymiarowy model bilansu energetycznego Ziemi (Energy Balance Model, EBM)
pozwala wykazać, że gdyby naszą planetę otaczała atmosfera o składzie przedindustrialnym, tj.
niezaburzonym przez antropogeniczną emisję gazów cieplarnianych, to temperatura efektywna jej powierzchni wynosiłaby ok. 288 K, to jest blisko 33 K więcej, niż gdyby nie było atmosfery. Ten sam model
zastosowany np. do atmosfery Wenus, pozwala oszacować temperaturę efektywną jej powierzchni
na zaledwie 242 K, mimo że strumień energii słonecznej docierającej do Wenus jest blisko dwa razy
większy od docierającego do Ziemi (2619 Wm-2 w stosunku do 1370 Wm-2). W przypadku tej drugiej
planety ponad dwukrotnie większa jest jednak wartość tzw. albedo, czyli wskaźnika określającego ilość
odbitego promieniowania słonecznego w stosunku do promieniowania docierającego do powierzchni.
Wg IPCC przyczyną współczesnego ocieplenia klimatu Ziemi jest wzrost koncentracji gazów cieplarnianych (Greenhouse Gases, GHG), wynikający z działalności przemysłowej człowieka (Rys. 4). Aktywność
ludzka skutkuje emisją czterech trwałych gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla (CO2), metanu (CH4),
podtlenku azotu (N2O) i halowęglowodorów (grupy gazów zawierających fluor, chlor i brom). Koncentracja atmosferyczna gazów cieplarnianych wzrasta, gdy emisja jest większa niż procesy usuwające.
Globalna koncentracja atmosferyczna CO2, CH4 i N2O wzrosła od roku 1750 znacząco w efekcie działalności ludzkiej i obecnie znacznie przewyższa wartości sprzed epoki przemysłowej. Koncentracje tych
gazów przed rewolucją przemysłową zostały określone na podstawie rdzeni lodowych zawierających
informacje z wielu tysięcy lat. IPCC podaje, że koncentracje atmosferyczne CO2 i CH4 w roku 2005
przewyższały silnie naturalny zakres wartości występujących w ostatnich 650.000 lat (Rys. 5).
Gt CO2 ekw./rok
dwutlenek węgla (ppm)
400
Zmiany koncentracji gazów cieplarnianych na podstawie
rdzeni lodowych i danych współczesnych
0,12 [0,06 – 0,30]
globalna
niski
średni
– niski
średni
– niski
niski
niski
niski
1,6 [0,6 – 2,4]
–1
0
1
Wymuszenie radiacyjne [W/m2]
2
* Wymuszenie radiacyjne
** Poziom Naukowego Zrozumienia
Rysunek 6. Średnie globalne wymuszenie radiacyjne (RF) w roku 2005 (najlepsze szacunki oraz 5 i 95
procent przedziały ufności) w stosunku do koncentracji CO2 , CH4 , N2O w roku 1750 i innych ważnych
czynników i mechanizmów, wspólnie z typowym geograficznym zasięgiem (skala przestrzenna)
wymuszenia i oszacowany poziom naukowego zrozumienia (PNZ). (źródło: Zmiana klimatu 2007.
Raport Syntezy, tłumaczenie polskie, IOŚ 2009).
Całkowite wymuszenie radiacyjne wynikające tylko ze wzrostu koncentracji CO2, CH4 i N2O
w atmosferze wynosi +2,3 [od +2,1 do 2,5] Wm-2 (Rys. 6). IPCC podkreśla, że jest bardzo
prawdopodobne, że tempo wzrostu wymuszenia radiacyjnego w okresie przemysłowym jest
bez precedensu większe niż w okresie dłuższym od 10000 lat Wymuszenie radiacyjne CO2 wzrosło o 20 procent od roku 1995 do 2005. Jest to jego największa zmiana w okresie co najmniej
ostatnich 200 lat.
Antropogeniczna emisja aerozoli (głównie siarczanów, organicznego i czarnego węgla, azotanów i pyłu) powoduje łączny efekt ochładzający, z całkowitym bezpośrednim wymuszeniem
radiacyjnym -0,5 [od -0,9 do -0,1] Wm-2 oraz z pośrednim wymuszeniem albeda chmur wynoszącym -0,7 [od -1,8 do -0,3] Wm-2.
Jest bardzo ważne, że zmiany aktywności słonecznej od roku 1750 spowodowały powstanie
słabego dodatniego wymuszenia radiacyjnego wynoszącego +0,12 [+0,06 do 0,30] Wm-2.
Skutkiem wzrostu koncentracji atmosferycznej ww. gazów cieplarnianych jest pojawienie się
dodatniego wymuszenia radiacyjnego netto wynoszącego +1,6 [od +0,6 do +2,4] Wm-2
(Rys. 6). IPCC uważa, że wspomniane dodatnie wymuszenie radiacyjne jest z bardzo wysokim
prawdopodobieństwem efektem działalności człowieka.
Wskazanie przyczyn zmian klimatu
Wskazanie przyczyn obserwowanych zmian klimatu (atrybucja) pozwala na ocenę, czy obserwowane zmiany są kwantytatywnie zgodne z oczekiwaną reakcją na zewnętrzne wymuszenie
(np. zmiany promieniowania słonecznego lub koncentracji gazów cieplarnianych) oraz czy są
niespójne z alternatywnymi, acz fizycznie akceptowalnymi wyjaśnieniami.
Najczęściej w procesie atrybucji wykorzystuje się globalne modele klimatu, przy pomocy których
symuluje się zmienność klimatu, uwzględniając podczas symulacji jedynie naturalne czynniki
wymuszające, bądź też czynniki zarówno naturalne i antropogeniczne. Otrzymane w rezultacie
obu symulacji globalne serie temperatury porównuje się następnie z globalną serią otrzymaną
z pomiarów (Rys. 7). Ponieważ wartości temperatury otrzymane w efekcie modelowania
z uwzględnieniem jedynie naturalnych czynników wymuszających są niższe od tych, które pochodzą z pomiarów hipoteza o naturalnych przyczynach współczesnej zmiany klimatu nie może
zostać potwierdzona. W przypadku, gdy uwzględni się zarówno naturalne, jak i antropogeniczne
przyczyny zmian klimatu, w tym antropogeniczną emisję gazów cieplarnianych, krzywe - obserwacyjna i otrzymana w efekcie modelowania, wykazują zgodność przebiegów. Na tej podstawie
weryfikujemy hipotezę o antropogenicznych przyczynach współczesnej zmiany klimatu.
Spodziewany zakres globalnego ocieplenia
Podstawowym narzędziem pozwalającym określić spodziewane zmiany klimatu są globalne
modele klimatu. W przypadku opracowywania „prognozy zmiany klimatu” w procesie modelowania uwzględnia się scenariusze rozwoju społecznego i gospodarczego świata. Poszczególne ścieżki rozwoju w modelach są opisywane poprzez krzywe zmiany koncentracji gazów
cieplarnianych w atmosferze. Ze względu na to, że ewolucja ziemskiego klimatu jest zależna
od rozwoju gospodarczego świata opisanego w tzw. scenariuszach emisyjnych, opracowywana
prognoza zmiany klimatu określana jest mianem scenariusza zmiany klimatu. Rys. 8 przedstawia
scenariusz zmian koncentracji gazów cieplarnianych w skali XXI wieku i spodziewanych zmian
temperatury, które powinny zawierać się w zakresie od 0,3 do 6,4 st. C (tab.1). Wzrost poziomu
morza w tym samym okresie nie powinien przekroczyć 60 cm.
9
Temperature anomaly (ºC)
a) 1,0
Atmosferyczno–Oceanicznego Modelu Ogólnej Cyrkulacji (AOGCM), w których koncentracje są stałe na poziomie
roku 2000. Słupki po prawej stronie rysunku oznaczają najlepsze szacunki (linia ciągła na słupku) i prawdopodobne zakresy oszacowane dla sześciu wskaźnikowych scenariuszy SRES dla lat 2020–2099. Wszystkie prognozy
zmian temperatury są podawane w odniesieniu do lat 1980–1999 {rys. 3.1 i 3.2}.
0,5
0,0
Tabela 1. Projektowane globalne ocieplenie powierzchni oraz wzrost poziomu morza na koniec XXI
wieku (źródło: Zmiana klimatu 2007. Raport Syntezy, tłumaczenie polskie, IOŚ 2009).
-0,5
Santa Maria
-1,0
1900
1920
Pinatubo
El Chichon
Agung
1940
Year
1960
1980
Wartość „najlepiej szacowana”
Koncentracja stała na
poziomie 2000 roku
0,0
-0,5
1940
Year
1960
1980
2000
Rysunek 7. Zmienność średniej globalnej temperatury powietrza na podstawie pomiarów (linia czarna),
modelowania z wykorzystaniem GCM z uwzględnieniem naturalnych i antropogenicznych czynników
kształtujących klimat (w tym antropogenicznej emisji gazów cieplarnianych, linia czerwona) oraz
z uwzględnieniem tylko czynników naturalnych (linia niebieska). Na rysunkach zaznaczono daty silnych
wybuchów wulkanicznych.
Scenariusze emisji gazów cieplarnianych od roku 2000 do 2100 w warunkach braku
dodatkowych działań oraz projekcje ocieplenia przy powierzchni ziemi
120
100
10
80
60
40
20 scenariusz post-SRES
0 (minimalny)
2000
2100
lata
5,0
4,0
3,0
2,0
zakres scenariuszy post-SRES (80%)
B1
A1T
B2
A1B
A2
A1FI
koncentracje utrzymane
na poziomie roku 2000
XX wiek
0
1900
lata
2000
Niedostępna
1,8
1,1-2,9
0,18-0,38
A1T scenariusz
2,4
1,4-3,8
0,20-0,45
B2 scenariusz
2,4
1,4-3,8
0,20-0,43
A1B scenariusz
2,8
1,7-4,4
0,21-0,48
A2 scenariusz
3,4
2,0-5,4
0,23-0,51
A1FI scenariusz
4,0
2,4-6,4
0,26-0,59
Zmiany globalne a regionalne
Zmiany zachodzące w skali regionalnej mogą być silniejsze lub słabsze niż zmiany globalne, ich charakter tj. kierunek zmiany nie musi być taki sam jak w skali globalnej. Doskonale kwestie te ilustruje
Rys. 9 pokazujący relacje występujące w zakresie zmian temperatury powietrza w skali globalnej
oraz w skali basenu Morza Bałtyckiego.
b)
6
1,0
-1,0
0,3-0,9
B1 scenariusz
7
B1
A1T
B2
A1B
A2
A1FI
140
6,0
globalne ociplenie przy powierzchni ziemi (ºC)
globalna emisja gazów cieplarnianych (Gt CO2 ekw./rok)
200 scenariusz
180 post-SRES
(maksymalny)
160
Zakres oparty na modelach
wykluczający przyszłe nagłe
dynamiczne zmiany spływu lodu
2100
Rysunek 8. Lewy wykres: Globalna emisja gazów cieplarnianych (wyrażona w ekwiwalencie CO2 w skali roku lub
CO2 ekw./rok) w przypadku braku podjęcia jakichkolwiek dodatkowych działań: sześć objaśniających scenariuszy
SRES (linie kolorowe) i zakres percentyla 80% dla obecnych scenariuszy opublikowanych po SRES (post-SRES) –
obszar zakreskowany w kolorze szarym. Linie przerywane pokazują pełen zakres scenariuszy post-SRES. Emisja
uwzględnia: CO2, CH4, N2O i fluorowane gazy cieplarniane. Prawy wykres: Linie ciągłe przedstawiają wielomodelowe średnie globalne ocieplenie przypowierzchniowe (w stosunku do lat 1980–1999) dla następujących scenariuszy SRES: A2, A1B i B1, przedstawionych jakokontynuacje XX-wiecznych symulacji. Projekcje te biorą także
pod uwagę emisje nietrwałych GHG oraz aerozoli. Linia różowa nie jest scenariuszem, lecz wynikiem symulacji
5
Zmiany poziomu morza nie powinny być istotnie większe niż w skali globalnej chociaż ze względu na
specyfikę regionu będę one nieznacznie większe (Miętus 1999).
Uwagi końcowe
Na podstawie przedstawionych przez IPCC argumentów współczesne globalne ocieplenie spowodowane jest przez czynniki antropogeniczne, wśród których dominującą rolę odgrywa wzrost emisji
gazów cieplarnianych, wynikający z działalności przemysłowej człowieka. Dominującą przyczyną
wzrostu emisji gazów cieplarnianych jest spalanie węgla przez sektor energetyczny oraz transport,
a także działalność rolnicza. Bez ograniczenia emisji gazów cieplarnianych globalne ocieplenie
będzie się potęgować, doprowadzając do silnego wzrostu temperatury, poziomu morza oraz zaniku
pokrywy lodowej i ograniczenia występowania pokrywy śnieżnej. Częstsze będzie występowanie
zjawisk ekstremalnych. Wszystko to spowoduje nieodwracalne zmiany środowiskowe. Podejmując
działania na rzecz ograniczenia wzrostu emisji gazów cieplarnianych (EG Science, 2008) można
ograniczyć skalę globalnego ocieplenia oraz jego negatywnych skutków środowiskowych.
Konieczne jest zrealizowanie w Polsce kompleksowego programu, którego celem byłoby m.in. opracowanie scenariuszy zmian klimatu w skali XXI wieku oraz opracowanie strategii adaptacji do zmian
klimatu oraz łagodzenia ich skutków
Literatura
1. The BACC Authors Team, 2008. Assessment of the Climate Change for the Baltic Sea Basin, Springer, 474pp
2. IPCC 2001. Climate Change 2001. The Physical Science Basis, Cambridge University Press, 975pp.
3. IPCC, 2007. Climate Change 2007. The Physical Science Basis, Cambridge University Press, 996pp.
4. Miętus M., 1999. Rola regionalnej cyrkulacji atmosferycznej w kształtowaniu warunków klimatycznych i oceanograficznych
w polskiej strefie brzegowej Morza Bałtyckiego, Materiały Badawcze IMGW, S. Meteorologia, 29, 155pp.
5. Zmiana klimatu 2007. Raport Syntezy. Tłumaczenie wydania IPCC pod redakcją M. Sadowskiego i M. Miętusa, IOŚ, 2009,
104pp.
6. EU Climate Change Expert Group ‘EG Science’, 2008. The 2°C target, Information Reference Document, 55pp.
Od Autora
=2
1920
Pinatubo
El Chichon
Agung
0,6
Prawdopodobny
zakres
Niniejszy tekst przedstawia materiał zaprezentowany przez Autora podczas Konferencji „Przeciwdziałanie
zmian klimatu w regionach nadmorskich Bałtyku, 22 maja 2009 r. w Sopocie, zorganizowanej przez WFOŚiGW
w Gdańsku i jest podobny lub fragmentami zgodny z wcześniej opublikowanymi pracami autora.
rat
io
Santa Maria
-1,0
1900
∆T, Baltic Basin Land (ºC)
Temperature anomaly (ºC)
b) 1,0
0,5
Wzrost poziomu morza
(m w latach 2090-2099
w stosunku do 1980-1999)
Zmiana temperatury (°C w latach 2090-99
w stosunku do 1980-1999)
Przypadek
2000
Na rysunku na poprzedniej stronie, gdy zmiany w skali regionalnej w rejonie basenu Morza Bałtyckiego miały następować z takim samy nasileniem co w skali globalnej, wówczas punkty opisujące rezultaty symulacji leżałyby na prostej „ratio 1”. Tymczasem większość punktów leży nad
wspomnianą prostą, co świadczy o silniejszej reakcji temperatury regionalnej na zmiany globalne.
Oznacza to, że spodziewany wzrost temperatury powietrza na obszarze Polski do końca XXI wieku
powinien być silniejszy niż w skali globalnej, nie powinien jednak przekroczyć maksymalnych wartości prognozowanych (tab.1).
4
1
3
=
ratio
2
1
0
0
1
2
3
∆T, global mean (ºC)
Rysunek 9. Zmiany temperatury lądów w basenie Morza Bałtyckiego w porównaniu ze zmianami
temperatury globalnej (źródło: BACC 2008)
11
Jan Marcin Węsławski
Mieczysław Struk
Ekosystem Bałtyku wobec zmian klimatu
Rozwój zrównoważony województwa pomorskiego a Strategia Unii
Europejskiej dla Regionu Morza Bałtyckiego (SUERMB)
Instytut Oceanologii PAN w Sopocie
Najbardziej kompletnym dokumentem przedstawiającym problematykę konsekwencji zmiany
klimatu na środowisko morskie Bałtyku jest przygotowany przez HELCOM i opublikowany
w 2006 r. raport „Climate change in the Baltic Sea Area”.
Dokument oparty jest zarówno na obserwacjach trendów klimatycznych w ostatnich latach jak
i na prognozach – modelach matematycznych opisujących prawdopodobne scenariusze wydarzeń w okresie nadchodzących 50 lat.
12
Wicemarszałek Województwa Pomorskiego
rzystujące azot atmosferyczny - sinice. Ten rodzaj planktonu jest jednak najmniej korzystny dla
ekosystemu, ponieważ zdarzają się wśród sinic gatunki toksyczne, często ich rozwój przybiera
postać masowych zakwitów obniżających jakość wód. Dawny system Bałtyku opierał się w dużym stopniu na zimnolubnych, chętnie zjadanych przez roślinożerców okrzemkach – wszystko
wskazuje na to, że te pożyteczne z punktu widzenia człowieka glony będą zastępowane coraz
częściej przez sinice i blisko spokrewnione z nimi bakterie.
Bałtyk jest jednym z marginalnych mórz Atlantyku i podlega tym samym mechanizmom globalnej zmiany co cały obszar morski półkuli północnej. Jednym z najważniejszych czynników
sprawczych zmiany klimatu jest Oscylacja Północno-Atlantycka (NAO z ang. North Atlantic
Oscillation). NAO powstaje w wyniku różnicy ciśnienia atmosferycznego pomiędzy stałym wyżem na Azorach i stałym niżem na Islandii. Różnica ciśnienia pomiędzy tymi dwoma miejscami,
mierzona jest zwykle zimą (Zimowy indeks NAO) i jej wielkość decyduje o tym, że ciepłe, wilgotne powietrze z rejonu środkowego Atlantyku przesuwa się na północ. Silny indeks NAO (duża
różnica ciśnień) powoduje ciepłe i mokre zimy w Północno- Zachodniej Europie oraz susze w obszarze Afryki Północnej i Morza Śródziemnego. Przepływ powietrza z rejonu Azorów do Islandii
odbywa się równocześnie z przepływem powierzchniowych wód atlantyckich – z ciepłego do
zimnego obszaru. Słaba różnica ciśnień między Azorami i Islandią daje niski indeks NAO, zimne
i suche zimy w Europie Północno- Wschodniej a niemal cała wilgoć pozostaje w Europie Południowej. Indeks NAO można odtwarzać wstecz – np. na podstawie przyrostów pni drzew (szersze przyrosty w cieplejszych i bardziej wilgotnych latach). W ostatnich latach XX w. dominowała
pozytywna faza NAO, i taka tendencja jest prognozowana na przyszłość – oznacza to wzrost
wilgotności (opadów) oraz częstsze i silniejsze wiatry w naszym rejonie. Prognoza dominacji
nad Bałtykiem ciepłego i wilgotnego powietrza znad Atlantyku oznacza też spadek zimnych dni
zimą, zmniejszenie rozległości, czasu trwania i grubości pokrywy lodowej. To ostatnie dotyczy
Północnego Bałtyku, który zmieni się zimą (będzie mniej lodu na zamarzającej co roku Zatoce
Botnickiej). Dla całego Bałtyku prognoza ta oznacza bardzo poważny problem – ponieważ
w cieplejszej wodzie spada rozpuszczalność gazów, ogrzewanie się morza powoduje spadek
zawartości tlenu. W pół zamkniętym Bałtyku, który ma problemy z eutrofizacją i nadmiarem
materii organicznej rozkładającej się na dnie, spowoduje to powiększenie siarkowodorowych,
beztlenowych obszarów martwego dna (pozbawionych makrofauny). Dodatkowo, podgrzanie
powierzchniowej warstwy morza osłabi pionowe (konwekcyjne) mieszanie się wód, co również
osłabi dostawę tlenu do wód przydennych.
Cieplejsza woda i spadek zasolenia może zmniejszyć gradienty gęstościowe. Według prognoz
efektem tego będzie wcześniejszy (wczesna wiosna) zakwit mikroskopijnego planktonu
a stabilizacja kolumny wody (wspomniane wyżej osłabienie mieszania pionowego) zmieni
strukturę sieci troficznej. Ważniejsza stanie się rola pętli mikrobiologicznej, zmniejszona będzie
rola pętli zooplanktonowych roślinożerców. Takie typowe dla ekosystemu gatunki morskiego
zooplanktonu jak widłonogi (Pseudocalanus, Temora i Acartia ) będą się gorzej rozwijać w wysłodzonym i ciepłym morzu. Na głębokim dnie, wobec dalszego spadku ilości tlenu w wodzie,
wieloszczet Scoloplos – jedyny na Bałtyku gatunek mieszający powierzchniową warstwę mułu
(bioturbator) będzie coraz bardziej zmniejszał obszar występowania. Zanikanie tego gatunku
oznacza gorsze warunki życia dla drobnej fauny żyjącej w osadzie, która w dużym stopniu zależy
od „przygotowanego” przez bioturbatory siedliska.
Prognozowane zwiększenie opadów oznacza więcej spływu rzecznego na północnym Bałtyku,
co z kolei zwiększy dostawy biogenów i podwyższy eutrofizację. Żyzne, ciepłe wody stają się siedliskiem preferowanym przez szybko wzrastające jednokomórkowe organizmy - głównie wyko-
Podsumowując - Bałtyk będzie się zmieniał ale kierunku tych zmian nie można jednoznacznie
oceniać pozytywnie lub negatywnie – będzie to inne morze, podobnie jak to dzisiejsze różni się
znacznie od zimnego, oligotroficznego Bałtyku z wieków ubiegłych.
Wyższa temperatura powoduje przyśpieszenie reakcji chemicznych i biochemicznych, z czym
wiąże się szybszy rozwój organizmów zmiennocieplnych (przewagę uzyskają gatunki małe
i szybko rosnące – np. szproty) oraz większa bioakumulacja szkodliwych związków w organizmach. To ostatnie może oznaczać problemy z przenoszeniem toksyn w łańcuchu troficznym aż
do ryb zjadanych przez człowieka.
Zmiana (spadek) ilości lodu morskiego wpłynie negatywnie na foki obrączkowane i szare.
Natomiast fakt ten nie będzie miał wpływu na foki pospolite i morświny, które skorzystają ze
zwiększonej ilości małych ryb pelagicznych (śledzie i szproty). Innym efektem cieplejszych zim
będzie przesunięcie na północ zimowisk ptaków, co oznacza zimowe wyżeranie bentosu na
miejscach gromadzenia się ptaków.
Wzrost częstości silnych wiatrów i wywoływanych nimi fal oraz ogólny wzrost poziomu morza
spowoduje nieunikniony wzrost erozji piaszczystych brzegów południowego Bałtyku. Będzie to
wymagało sporządzenia nowych ocen strategii ochrony brzegów.
Osią koncepcji zrównoważonego rozwoju jest założenie, iż rozwój gospodarczy i społeczny
powinny odbywać się przy zachowaniu wartości środowiska. Chodzi przede wszystkim o to, aby
problemy ochrony środowiska człowieka były zintegrowane z polityką społeczną, gospodarczą,
energetyczną, transportową czy zagraniczną. Należy pamiętać, że trwały i zrównoważony rozwój
jest procesem. Jego urzeczywistnienie wymaga opracowania oraz wdrożenia strategii i polityk
zrównoważonego rozwoju zarówno na poziomie państw, jak i regionów, miast czy gmin.
W związku z tym, iż nie wypracowano dotychczas jednego, optymalnego modelu zrównoważonego rozwoju, model docelowy określany powinien być indywidualnie poprzez: poszczególne
cele (główne i szczegółowe), priorytety, działania i poddziałania. Pod takim kątem konstruowane powinny być zarówno dokumenty strategiczne (strategie rozwoju i programy operacyjne)
jak i planistyczne (studia uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego, plany
zagospodarowania przestrzennego oraz programy gminne i wojewódzkie).
Idea zrównoważonego rozwoju stanowi fundament Strategii Rozwoju Województwa Pomorskiego (SRWP) i odzwierciedlona została w tym dokumencie już na poziomie wizji województwa,
które w 2020 roku ma być „(…) znaczącym partnerem w Regionie Morza Bałtyckiego – regionem czystego środowiska; wysokiej jakości życia; rozwoju opartego na wiedzy, umiejętnościach,
aktywności i otwartości mieszkańców; silnej i zróżnicowanej gospodarki; partnerskiej współpracy; atrakcyjnej i spójnej przestrzeni, a także kultywowania wielokulturowego dziedzictwa
oraz tradycji morskich i solidarnościowych”. Strategia określa zatem, jakie powinny być główne
filary zrównoważonego rozwoju województwa pomorskiego - są to: konkurencyjność, spójność,
dostępność czyli, innymi słowy, gospodarka, społeczeństwo, infrastruktura i środowisko.
W dokumencie SRWP podkreśla się także znaczenie rozwoju współpracy w regionie Morza
Bałtyckiego, zarówno w kontekście nawiązywania stosunków gospodarczych, jak i wymiany
doświadczeń i dobrych praktyk, przede wszystkim w zakresie rozwoju innowacyjności czy
ochrony środowiska. Jednym z celów województwa pomorskiego jest szersze wpisanie się
w nowoczesne bałtyckie mechanizmy rozwojowe, m.in. poprzez udział w realizacji Strategii UE
dla Regionu Morza Bałtyckiego (SUERMB). Włączenie się pomorskiego w SUERMB przyczynić się
może do pełniejszego wdrożenia paradygmatu rozwoju zrównoważonego w naszym regionie,
a co za tym idzie zwiększenia globalnej konkurencyjności województwa.
Głównym celem SUERMB jest aktywizacja potencjału, który powstał w Regionie Morza Bałtyckiego w wyniku rozszerzenia UE w 2004 r. Cel ten zostanie osiągnięty poprzez realizację
następujących 4 filarów:
•
•
•
•
Region zrównoważony (przede wszystkim w zakresie środowiska)
Region dobrobytu (przedsiębiorczość, szkolnictwo wyższe, innowacje)
Region dostępny i atrakcyjny (wyposażony w infrastrukturę)
Region bezpieczny (głównie bezpieczeństwo na morzu).
Należy podkreślić, że chociaż do każdego z filarów przypisano kwoty na realizację, nie są to jednak
dodatkowe środki. Wykorzystane zostaną pieniądze już przyznane krajom w ramach Funduszu
Spójności oraz Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Szacuje się, że programy operacyjne w ramach polityki spójności (krajowe, regionalne, transnarodowe) skierują na realizację
Strategii ok. 44 mld euro (w tym blisko 10 mld euro na Region zrównoważony). Przyjmuje się
zatem, że rolą SUERMB nie jest tworzenie nowych mechanizmów finansowych, a ukierunkowanie już przyznanych kwot na zdynamizowanie rozwoju Regionu Morza Bałtyckiego.
Struktura SUERMB odzwierciedla kompleksowe podejście Komisji Europejskiej, która przygotowała tekst Strategii w odpowiedzi na inicjatywę Rady UE. W dokumencie jest miejsce dla
4 filarów (wymienionych wcześniej), 15 obszarów priorytetowych (m.in. transport, energetyka,
oczyszczanie dna Bałtyku, rozwój innowacji i przedsiębiorczości), 27 działań strategicznych i 78
tzw. projektów flagowych. Projekty te są przykładowymi przedsięwzięciami, jakie mogą być
zrealizowane w ramach Strategii.
Wiele z projektów flagowych posiada wymiar środowiskowy, przyczyniający się bezpośrednio
do wdrożenia zrównoważonego rozwoju w regionie Morza Bałtyckiego. Są to przedsięwzięcia
w ramach:
1. Redukcji związków azotu i fosforu trafiających do morza (w tym m.in. zaprzestanie stosowania fosforanów w detergentach, pełne wdrożenie Dyrektywy Wodnej i Dyrektywy Azotanowej oraz szacowanie potrzeb w zakresie usunięcia z dna morza skażonych wraków i broni
chemicznej)
2. Ochrony stref przyrody i bioróżnorodności, także w zakresie rybołówstwa (w tym m.in.
stworzenie morskich przestrzeni chronionych, zaostrzenie możliwości wprowadzania obcych
gatunków, działania ułatwiające migrację i reprodukcję gatunków ryb)
3. Powstrzymywania i adaptacji do zmian klimatycznych (w tym m.in. utworzenie regionalnej
strategii w ww. zakresie, przewidywanie lokalnych skutków zmian klimatycznych poprzez
działalność badawczą, stworzenie sieci zrównoważonych miast i wsi, wymiana doświadczeń
w zakresie zrównoważonego zarządzania, monitorowanie poziomu Morza Bałtyckiego
w związku ze zmianami klimatycznymi).
W oparciu o definicję rozwoju zrównoważonego przytoczoną uprzednio, należy stwierdzić, iż
powyższe działania o charakterze środowiskowym nie są jedynymi w SUERMB, które wspierają
zrównoważony rozwój. Istotne znaczenia mają także obszary priorytetowe i projekty flagowe II
filaru – Regionu dobrobytu (w tym m.in. promowanie przedsiębiorczości, innowacji, handlu, poprawa funkcjonowania wspólnego rynku - głównie poprzez redukcję istniejących barier, rozwój
kapitału ludzkiego i społecznego, a także zrównoważenie rolnictwa, rybołówstwa i leśnictwa).
13
Pozostałe filary, choć w mniejszym stopniu, także przyczyniają się do wdrożenia koncepcji zrównoważonego rozwoju. Zwłaszcza działania w ramach III filaru - Region dostępny i atrakcyjny, jak
na przykład rozwój zrównoważonych form energetyki, transportu czy turystyki.
Danuta Grodzicka-Kozak
Przed Polską i województwem pomorskim stoi duża szansa związana z realizacją SUERMB. Polska jest liderem dwóch obszarów priorytetowych (Redukcja związków azotu i fosforu w morzu
- wspólnie z Finlandią oraz Wykorzystanie regionalnego potencjału w zakresie badań i innowacji
- wspólnie ze Szwecją), a także 8 projektów flagowych:
Ochrona środowiska i zmiany klimatyczne w Strategii Unii Europejskiej
dla Regionu Morza Bałtyckiego
1. Oczyszczenie dna Bałtyku z wraków i broni chemicznej (oszacowanie potrzeb)
2. Rozwój regionalnego programu foresightu
3. Usunięcie barier na wspólnym rynku
4. Współpraca w zakresie technologii środowiskowych w MŚP
5. Zrównoważona produkcja poprzez innowacje w MŚP
6. Zrównoważony rozwój obszarów wiejskich
7. Zarządzanie regionalnym ruchem lotniczym
8. Stworzenie sieci centrów doskonalenia marynarzy.
Zaangażowanie się województwa pomorskiego w realizację powyższych przedsięwzięć niesie
za sobą zarówno duże wyzwanie i jest znaczącą szansą na pełniejsze i bardziej trwałe wdrożenie w regionie założeń rozwoju zrównoważonego. Strategia UE dla Regionu Morza Bałtyckiego
powstała po to, aby możliwe stało się zlikwidowanie wieloletnich problemów i wykorzystanie
szans bałtyckich poprzez wspólne działanie państw tego regionu. Niewykonalne jest np. całkowite oczyszczenie dna Bałtyku z broni chemicznej jeśli inicjatywę taką podejmuje tylko jeden
z krajów. Realizacja Strategii wymaga bliskiego współdziałania wszystkich zainteresowanych
podmiotów. Trzeba podkreślić, iż zapisanie w Strategii konkretnych przedsięwzięć, np. z zakresu
ochrony bioróżnorodności, nie spowoduje oczywiście ich automatycznej realizacji, ale może
ułatwić pozyskanie stosownych środków UE (pomimo braku wyodrębnienia ze wspólnotowego
budżetu dodatkowych kwot).
Sukces SUERMB zostanie osiągnięty, jeśli w wyniku jej realizacji nastąpi zrównoważony rozwój wszystkich krajów bałtyckich. Natomiast województwo pomorskie, dzięki aktywnemu
zaangażowaniu się we wspólne przedsięwzięcia, skorzysta w większym stopniu z potencjału
gospodarczego i innowacyjnego całego Regionu Morza Bałtyckiego.
Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku
W grudniu 2007 roku Rada Europejska w Brukseli przyjęła zapis, który stał się mandatem dla
Komisji Europejskiej do podjęcia prac nad „Strategią Unii Europejskiej dla Regionu Morza Bałtyckiego”.
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie problemów ochrony środowiska i zmian klimatu,
które znalazły odzwierciedlenie w Strategii konsultowanej przez Komisję Europejską. Podjęcie
w przygotowywanej Strategii tych problemów jako priorytetowych jest bardzo istotne dla
rozwoju Polski i innych krajów leżących nad Bałtykiem. Mimo tego, że w dokumencie nie przewidziano uruchomienia dodatkowych źródeł finansowania, to bezsporne są wartości wynikające
z inwestycji związanych z rozwojem innowacji i nowych technologii w zakresie odnawialnych
źródeł energii i ochrony środowiska.
1. Cele Strategii
Strategia UE dla regionu Morza Bałtyckiego ma koncentrować się na czterech głównych celach.
Pierwszym z nich jest poprawa stanu środowiska Morza Bałtyckiego, uznanego za największy
systemem wód słonawych na świecie. Wśród głównych priorytetów znajduje się także ochrona
unikalnej bioróżnorodności i opracowanie sposobów zapobiegania zagrożeniom oraz reakcja na
obserwowane zmiany klimatyczne.
Kolejny cel – spowodowanie, by region Morza Bałtyckiego lepiej prosperował, osiągnięty zostanie przez wspieranie zrównoważonego rozwoju gospodarczego czyli:
• Promowanie innowacji poprzez rozwój małych i średnich przedsiębiorstw
• Pomoc dla regionu dla pełnego wdrożenia prawodawstwa UE, w szczególności zasad jednolitego rynku.
Istotne będzie także zwiększenie dostępności i atrakcyjności regionu dla mieszkańców i turystów. Region MB potrzebuje lepszych dróg transportowych i poprawy bezpieczeństwa energetycznego przy pomocy połączonych sieci energetycznych i rurociągów gazowych. Ostatnim
z nadrzędnych celów jest zapewnienie większego bezpieczeństwa w regionie, między innymi
poprzez wzmocnienie współpracy między państwami członkowskimi.
2. Historia działań państw rejonu Morza Bałtyckiego na rzecz utworzenia
i przyjęcia Strategii Morza Bałtyckiego w ramach UE
14
Od rozszerzenia w 2004 r. Unii Europejskiej osiem z dziewięciu krajów leżących nad Bałtykiem
stało się jej członkami (Szwecja, Dania, Estonia, Finlandia, Niemcy, Łotwa, Litwa, Polska). Tym
samym Morze Bałtyckie można uznać za wewnętrzne morze Unii. Kraje te, od dawna połączone
wspólnym dziedzictwem kulturowym a także, w wyniku akcesji do UE, jednolitym prawodawstwem stanęły przed wspólnymi wyzwaniami, którym muszą sprostać. Dlatego dla aktywizacji
potencjału gospodarczego Regionu Morza Bałtyckiego wytypowano główne cele, hasłowo
określone: Środowisko, Strategia Lizbońska, Kultura i Edukacja, Bezpieczeństwo.
Morze Bałtyckie jest morzem zamkniętym, o małej powierzchni i głębokości, do którego co
roku spływają tony zanieczyszczających substancji. Naturalne uwarunkowania Bałtyku takie
jak m.in.: wymiana wody trwająca ponad 20 lat, powodują, że zanieczyszczenia obciążają
środowisko przez bardzo długi czas. Ich źródła są wielorakie m.in.: transport morski, przemysł,
rolnictwo, gospodarka komunalna.
Nie ingerując w zintegrowaną politykę morską, Rada Europejska wezwała Komisję do przedstawienia strategii UE dotyczącej regionu Morza Bałtyckiego w terminie do czerwca 2009 roku.
Strategia ta powinna pomóc między innymi w sprostaniu pilnym wyzwaniom środowiskowym
dotyczącym Morza Bałtyckiego.
Prace nad Strategią przebiegały wg wcześniej ustalonego planu, a otwarcie debaty, nastąpiło
w Sztokholmie 30.09.2008. Danuta Hübner, komisarz UE ds. polityki regionalnej, oraz Fredrik
Reinfeld, premier Szwecji, otwierając konferencję z udziałem przedstawicieli państw członkowskich, organizacji pozarządowych, władz lokalnych i instytucji finansowych, zainaugurowali debatę na temat przyszłej strategii UE dla regionu Morza Bałtyckiego, której celem jest stworzenie
podstaw dla silniejszej i lepiej skoordynowanej polityki związanej z tym akwenem.
Prace nad Strategią zostały przeprowadzone w ramach czterech stolików tematycznych:
• Dostępność i atrakcyjność, Kowno, 17-19.09.2008
• Ochrona środowiska, Gdańsk, 13.11.2008
• Dobrobyt, Kopenhaga, 1-2.12.2008
• Bezpieczeństwo, Helsinki, 9.12.2008
Jeżeli prześledzimy miejsca dyskusji w ramach poszczególnych stolików oraz fakt, że zamknięcie
debaty nastąpiło w Rostocku, w lutym tego roku, można zauważyć, że prace nad Strategią objęły
prawie wszystkie kraje nadbałtyckie.
Zorganizowane w Gdańsku warsztaty poświęcone problemom ochrony środowiska uwzględniały następujące aspekty:
• eutrofizacja
• ekosystemy i bioróżnorodność strefy brzegowej
• odpady oraz substancje niebezpieczne
• transport ropy i zanieczyszczenia ze statków.
Komisja Europejska, a konkretnie zespół przedstawicieli różnych dyrektoriatów Komisji pod przewodnictwem Dyrektoriatu ds. Polityki Regionalnej, przygotował projekt Strategii, w tym obecnie
dyskutowany Action Plan. Projekt ten powstał w wyniku konsultacji prowadzonych w trakcie
konferencji i obrad stolików tematycznych, a także na podstawie wypracowanych stanowisk
i tzw. non-paperów przedstawianych przez państwa członkowskie i organizacje bałtyckie.
15
Proces konsultacji zakończy się w czerwcu 2009 r. przedłożeniem wniosku w sprawie Strategii
w formie komunikatu Komisji. Do komunikatu dołączony będzie Action Plan określający najważniejsze zaangażowane strony, instrumenty finansowe, które należy zastosować w celu realizacji
tego planu, projekty flagowe oraz ramy czasowe. Przyjęcie Strategii przez państwa członkowskie
będzie jednym z priorytetów prezydencji Szwecji w drugiej połowie 2009.
3. Wdrażanie Strategii w zakresie problemów ochrony środowiska
Strategia dla regionu Morza Bałtyckiego będzie wdrażana w oparciu o Action Plan, charakteryzujący się elastycznością (rolling Action Plan), tzn. wraz z upływem czasu będzie on ewoluował
i będzie uzupełniany o nowe działania. Dla każdego działania zostanie określony harmonogram
jego realizacji oraz stosowny mechanizm monitoringu jego implementacji.
Z informacji przekazanych przez KE wynika, że nie planuje się utworzenia nowych instrumentów
finansowych. Zakłada się natomiast lepszą koordynację tych istniejących (fundusze strukturalne,
7 Program Ramowy w zakresie badań, rozwoju technologicznego i demonstracji, LIFE+, TEN’s,
program Uczenie się przez całe życie <Lifelong learning – LLL>, Program Ramowy na rzecz
Konkurencyjności i Innowacji <CIP> i inne) oraz ewentualnie zabiegi ukierunkowane na większe uwzględnienie specyfiki regionu w doborze kryteriów oceny projektów.
Za niezwykle istotne uznano przedsięwzięcia związane z przeciwdziałaniem zmianom klimatycznym, wśród których wymienione zostały:
• działania regulacyjne - dotyczące takich zagadnień jak ochrona środowiska oraz zwiększenie
inwestycji na badania, rozwój i demonstrację nowych efektywnych energetycznie i przyjaznych środowisku technologii na obszarze Regionu Morza Bałtyckiego
• zwiększony udział połączonej produkcji elektro-ciepłowniczej
• zapobieganie powodziom
• przyjęcie, że Rejon Morza Bałtyckiego będzie modelowym dla celów UE w zakresie ogólnej
redukcji zużycia energii
• rozwój energetyki ze źródeł odnawialnych.
Wśród zaproponowanych projektów flagowych należy wymienić:
• „Monitorowanie poziomu Morza Bałtyckiego w relacji do zmian klimatu”.
• „Stworzenie sieci zrównoważonych miast i wsi” (przyjazne środowisku praktyki zarządzania
miastem).
• „Przewidywanie lokalnego wpływu na zmiany klimatu przez rozwój badań i nowych technologii”.
• „Pełna implementacja Inicjatywy Wydajnej Energii UE-Rosja”.
3.1 Wykorzystanie Bałtyckiego Planu Działań HELCOM w Strategii Regionu Morza Bałtyckiego
Polska ratyfikowała Konwencję o ochronie środowiska morskiego obszaru Morza Bałtyckiego,
podpisaną w Helsinkach HELCOM. Zgodnie z Konwencją nasz kraj zobowiązał się do prowadzenia
działań kontrolnych i ochronnych w rejonie polskiej strefy Bałtyku już od początku lat 70.
16
Prace nad Strategią w zakresie problemów ochrony środowiska są ściśle powiązane ze współpracą krajów leżących nad Bałtykiem w ramach HELCOM. Celem monitoringu Bałtyku jest poznanie
kierunku, natężenia i przyczyn zmian długookresowych zachodzących w ekosystemie bałtyckim.
Polska brała czynny udział w opracowaniu Bałtyckiego Planu Działań HELCOM, przyjętego podczas spotkania Ministrów Środowiska 15 listopada 2007 r. w Krakowie, który w znacznej mierze
został wykorzystany przy przygotowaniu Strategii. Bardzo ambitny Plan, implementowany
do Strategii, zakłada uzyskanie dobrego stanu ekologicznego Bałtyku do 2021. Jako główne
wyzwania związane z ochroną środowiska Morza Bałtyckiego określono:
•
•
•
•
przeciwdziałanie eutrofizacji
przeciwdziałanie odprowadzaniu do Bałtyku substancji niebezpiecznych
ochronę bioróżnorodności środowiska naturalnego Morza Bałtyckiego
zapewnienie bezpiecznej działalności człowieka na morzu z uwzględnieniem bezpiecznej
żeglugi, eksploatacji dna morskiego i mieszczących się pod dnem zasobów, zapobieganie
przedostawaniu się do Bałtyku (wraz z wodami balastowymi) obcych gatunków zwierząt
i roślin, minimalizację negatywnego oddziaływania inwestycji na dno Bałtyku.
3.1.1 Eutrofizacja należy do najpoważniejszych problemów Morza Bałtyckiego.
Nadmierne zrzuty substancji chemicznych są powodem wielu negatywnych skutków środowiskowych, polegających między innymi na zwiększeniu żyzności wód. Teoretycznie eutrofizacja
jest procesem naturalnym, jednak na skutek działań człowieka uległa ona zdecydowanemu
przyspieszeniu. Efektem nadmiernego wzbogacenia wody składnikami odżywczymi są m.in.
nadmierne zakwity fitoplanktonu. Negatywnych skutków eutrofizacji najsilniej doświadczają
obszary przybrzeżne, w szczególności zatoki, gdzie znajdują się ujścia dużych rzek.
Od początku XX w. środowisko Morza Bałtyckiego zmieniło się z oligotroficznego, o przejrzystej
wodzie, w zeutrofizowane. Eutrofizacja jest stanem ekosystemów wodnych, w którym wysokie
koncentracje substancji odżywczych (biogenów) stymulują wzrost glonów, co prowadzi do
zaburzeń w funkcjonowaniu systemu poprzez:
• intensywny wzrost glonów
• produkcję nadmiernych ilości materii organicznej
• wzrost zapotrzebowania na tlen
• deficyty tlenowe i pojawiający się nawrotowo w ich wyniku wewnętrzny ładunek substancji
odżywczych
• śmiertelność organizmów żyjących na dnie (bentosowych), łącznie z przypadkami śnięcia ryb.
Nadmierne ładunki azotu i fosforu pochodzące ze źródeł lądowych, leżących w obszarze zlewiska
Morza Bałtyckiego oraz spoza tego obszaru, są główną przyczyną jego eutrofizacji. Około 75
procent ładunku azotu, a także co najmniej 95 procent ładunku fosforu, wprowadzają do Bałtyku
rzeki i tzw. bezpośrednie zrzuty z wodami. Około 25 procent ładunku azotu pochodzi z depozycji
atmosferycznej.
Dlatego walka z postępującym procesem eutrofizacji znalazła swoje odzwierciedlenie w Strategii
Unii Europejskiej dla regionu Morza Bałtyckiego oraz w ramach Bałtyckiego Programu Działań.
Nadmierne ładunki azotu i fosforu pochodzą ze źródeł punktowych, takich jak ścieki przemysłowe i komunalne (źródło m.in. detergentów) oraz ze źródeł obszarowych, do jakich zaliczane są
tereny użytkowane rolniczo.
Kraje basenu Morza Bałtyckiego w różnym stopniu przyczyniają się do intensyfikacji procesu eutrofizacji, ze względu na zróżnicowane obszary zlewni i ich zaludnienie, odmienne warunki glebowe
i hydrologiczne oraz charakter produkcji rolniczej. Pomimo ewidentnych różnic, podejmowane są
działania, zarówno wspólne, jak i na poziomie poszczególnych państw regionu – służące obniżeniu
poziomu zrzutów związków azotu i fosforu pochodzących z rolnictwa. Wśród inicjatyw międzynarodowych należy wymienić „Baltic 21”, czyli porozumienie mające na celu realizację założeń
Agendy 21 na poziomie lokalnym, a także Konwencję Helsińską w ramach Bałtyckiego Programu
Działań, której strony zgodziły się na podjęcie konkretnych działań, by ograniczyć zrzuty do Bałtyku
do poziomu 21 tys. ton fosforu i 600 tys. ton azotu. Wiele przedsięwzięć i instrumentów dostępnych jest także we Wspólnocie, spośród nich największe znaczenie mają „Dyrektywa azotanowa”
oraz „Dyrektywa dotycząca zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli”.
Nadrzędnym celem „Strategii UE dla Regionu Morza Bałtyckiego” jest osiągnięcie w tym akwenie stanu odpowiadającego wizji dobrego stanu środowiskowego. Dla realizacji tego zadania
przyjęto następujące operacyjne cele ekologiczne, opisujące cechy Bałtyku pozbawionego efektów eutrofizacji:
• stężenia substancji odżywczych zbliżone do poziomu naturalnego
• przejrzysta woda
• naturalne rozmieszczenie i występowanie roślin i zwierząt morskich
• naturalny poziom natlenienia wód.
Należy podkreślić, jak trudne do osiągnięcia są te cele. Niedotrzymanie ich będzie przeszkodą
w osiągnięciu korzystnego stanu bioróżnorodności. Jednocześnie należy wziąć pod uwagę,
że operacyjne cele w zakresie zarządzania, związane z emisją związków azotu pochodzących
z transportu morskiego oraz zrzutami ze statków substancji odżywczych z nieczyszczonych
ścieków, mają istotne znaczenie dla osiągnięcia celów operacyjnych dotyczących eutrofizacji.
Warto też wspomnieć, że w ramach Bałtyckiego Planu Działań HELCOM zaakceptowano zasadę
wyznaczenia maksymalnego dopuszczalnego zrzutu substancji biogennych, dla osiągnięcia dobrego stanu środowiskowego w Morzu Bałtyckim oraz fakt konieczności ograniczenia zrzutów
substancji odżywczych przyjmując , że redukcje powinny być ponoszone w sposób sprawiedliwy
przez wszystkie kraje bałtyckie.
W krajach - sygnatariuszach Konwencji Helsińskiej, które są także członkami Unii Europejskiej,
niezbędne działania, zgodne ze Strategią, zostaną włączone do Planów Gospodarowania
Wodami w Obszarach Dorzeczy przygotowywanych w ramach Ramowej Dyrektywy Wodnej
(Dyrektywa 2000/60/EC).
Jednocześnie uznano rolnictwo jako główne źródło biogenów odprowadzanych do Bałtyku, toteż straty substancji biogennych z zabudowy zurbanizowanej i z siedlisk rozproszonych powinny
zostać ograniczone do dopuszczalnego poziomu. Podkreślono także fakt, że sektor rolniczy jest
tym źródłem lądowych zrzutów, gdzie są wymagane najpoważniejsze redukcje.
W ramach przeglądu Wspólnej Polityki Rolnej/WPR/ (tzw. health check),zaproponowano
działania na rzecz wzmocnienia wsparcia dla programów rolno-środowiskowych, a także
zaproponowano dodatkowe instrumenty, które służyłyby redukcji stopnia eutrofizacji Morza
Bałtyckiego. Na obecnym etapie negocjacji zmian dotyczących WPR poważnie rozważana jest
propozycja stopniowych cięć w płatnościach bezpośrednich i przeznaczanie wygospodarowanych w ten sposób środków m.in. na programy środowiskowe dostępne w ramach Programu
Rozwoju Obszarów Wiejskich.
• Wprowadzenie w życie najlepszych praktyk w rolnictwie
• Pełna implementacja Ramowej Dyrektywy Wodnej w celu poprawy jakości środowiska
w Regionie Morza Bałtyckiego
• Współpraca z Rosją i Białorusią przy ocenie ryzyka zanieczyszczeń w Regionie Morza Bałtyckiego.
3.1.2 Zapobieganie zanieczyszczeniu przez substancje niebezpieczne odnosi się do ogromnej
liczby różnorodnych substancji pochodzenia antropogenicznego zrzucanych do morza, z włączeniem do tego zbioru substancji niewystępujących w środowisku w sposób naturalny, jak
i substancji, których stężenia przekraczają ich naturalny poziom. Chociaż badania monitoringowe wskazują, że ładunki pewnych substancji niebezpiecznych spływających do Bałtyku zostały
znacznie ograniczone w ostatnich 20-30 latach, problem istnieje nadal, a koncentracje pewnych
nowych substancji w środowisku morskim nawet wzrosły (np. związków zawierających fluor).
Substancje niebezpieczne, kiedy już dostaną się do morza, mogą pozostawać w tym środowisku
bardzo długo, mogą też ulegać akumulacji w morskim łańcuchu troficznym aż do poziomu,
który zaczyna być toksyczny dla organizmów morskich. Koncentracje niektórych substancji
niebezpiecznych w Morzu Bałtyckim przekraczają więcej niż dwudziestokrotnie odpowiadające
im wartości w np. północno-wschodnim Atlantyku. Substancje niebezpieczne powodują negatywne skutki w ekosystemie, takie jak:
• zaburzony ogólny stan zdrowia zwierząt
• zaburzony cykl reprodukcyjny zwierząt, w szczególności drapieżników
• wzrost poziomu zanieczyszczeń w rybach przeznaczonych do konsumpcji przez człowieka.
Niektóre gatunki ryb odławiane w pewnych częściach Bałtyku nie nadają się do konsumpcji,
ponieważ zawierają substancje niebezpieczne w stężeniach przekraczających poziomy normatywne. Niektóre z zanieczyszczeń mogą być niebezpieczne z powodu ich wpływu na układ
hormonalny lub odpornościowy człowieka, jak również ze względu na toksyczność i zdolność
do bioakumulacji.
Właśnie szczególnie związki chemiczne, które są trwałe i ulegają bioakumulacji mogą stanowić
potencjalne zagrożenie dla człowieka.
Uzgodnionym przez strony HELCOM, i uwzględnionym w Strategii, celem w odniesieniu do
substancji niebezpiecznych jest Morze Bałtyckie niezagrożone przez substancje niebezpieczne.
Członkowie Unii Europejskiej, będą dążyć do włączenia emisji ze statków dla uzyskania bardziej
rygorystycznych celów emisji azotu niż wynikające z Dyrektywy UE dotyczącej Narodowych
Pułapów Emisji (Dyrektywa 2001/81/EC), aby w rezultacie zostały osiągnięte operacyjne cele
ekologiczne w zakresie eutrofizacji środowiska morskiego.
Ten nadrzędny cel opisują cztery operacyjne cele ekologiczne:
• stężenia substancji niebezpiecznych w niewielkim stopniu odbiegające od naturalnych
• wszystkie ryby przydatne do konsumpcji
• brak problemów zdrowotnych u zwierząt
• skażenie radioaktywne na poziomie sprzed awarii w Czarnobylu.
Niedotrzymanie celów ekologicznych w zakresie substancji niebezpiecznych spowoduje brak
możliwości osiągnięcia dobrego stanu w dziedzinie bioróżnorodności, dlatego cele te są ściśle
powiązane.
W ramach Action Planu zaproponowano kilka projektów flagowych, wśród których należy
wymienić:
• Wycofanie fosforanów z detergentów, tak jak to zostało rekomendowane w dokumentach
HELCOM, tj. przygotowanie harmonogramu stopniowego odchodzenia od wykorzystania
fosforanów w detergentach
• Zwiększenie efektywności oczyszczania ścieków w oczyszczalniach wokół Morza Bałtyckiego
• Zapobieganie eutrofizacji i rekomendowanie najlepszych praktyk dla samorządów i agencji
rządowych
Ustalono, że podczas opracowywania narodowych programów zostaną wzięte pod uwagę
następujące potrzeby:
• identyfikacja źródeł wybranych substancji niebezpiecznych lub grup tych substancji
• zakaz lub ograniczenie stosowania określonych substancji niebezpiecznych lub grup tych
substancji
• zastąpienie określonej substancji niebezpiecznej lub grupy substancji przez mniej niebezpieczne
• opracowanie dokumentacji technicznej w formie przewodników dotyczących zezwoleń
środowiskowych w odniesieniu do substancji niebezpiecznych
17
• budowanie potencjału w sektorach administracji i przedsiębiorstw przemysłowych w zakresie możliwości identyfikowania substancji jako niebezpieczne oraz możliwości eliminowania
ich z użytkowania
• podnoszenie świadomości wśród konsumentów przez organizowanie kampanii i rozpowszechnianie informacji o produktach przyjaznych dla środowiska
• stworzenie odpowiednich uregulowań prawnych, łącznie z prawidłowym definiowaniem
substancji niebezpiecznych.
Ustalono jako istotny problem identyfikację i szacunek ilościowy, a także ograniczenie emisji
ze źródeł we wskazanych, potencjalnie zanieczyszczających, działach gospodarki oraz wśród
głównych użytkowników tych substancji, a także włączenie ich do narodowych programów
wdrażania Ramowej Dyrektywy Wodnej w krajach Stronach Konwencji Helsińskiej, które są
także członkami UE.
Przy ustalaniu lub odnawianiu zezwoleń środowiskowych dla różnych przedsięwzięć przemysłowych, komunalnych oczyszczalni ścieków czy komunalnych składowisk odpadów, gdzie
substancje niebezpieczne lub grupy tych substancji mogą się pojawić, należy brać pod uwagę
listę substancji niebezpiecznych.
Wśród projektów flagowych należy wymienić: „Ocenę potrzeby oczyszczania skażonych wraków
i broni chemicznej” w miejscach, gdzie wymagana jest ochrona wrażliwych ekosystemów.
3.1.3 Ochrona bioróżnorodności. Morze Bałtyckie zamieszkuje unikalna kombinacja gatunków
morskich i słodkowodnych przystosowanych do warunków słonawych. Korzystny stan ochrony
bioróżnorodności w Morzu Bałtyckim jest warunkiem wstępnym, który musi być spełniony,
aby ekosystem morski odzyskał zdolność powracania do stanu zbliżonego do naturalnego oraz
posiadał możliwości przystosowywania się do zmieniających się warunków środowiskowych.
Celem Strategii jest ustawienie na tym samym poziomie strategicznego celu „korzystny stan
ochrony bioróżnorodności morza” oraz zbliżonych celów strategicznych i operacyjnych w istniejących już uregulowaniach prawnych, które odnoszą się do ochrony przyrody i bioróżnorodności.
Te działania mają stanowić wkład we wdrożenie zobowiązań nałożonych przez globalne umowy
związane z ochroną bioróżnorodności, takie jak Światowy Szczyt Zrównoważonego Rozwoju
(WSSD – World Summit on Sustainable Development) z 2002 r., Konwencja Różnorodności Biologicznej z 1992, Konwencja Ramsar z 1971 r. o ochronie obszarów wodno-błotnych o znaczeniu
międzynarodowym, zwłaszcza jako siedlisk ptactwa wodnego, Konwencja Berneńska z 1979 r.
o ochronie siedlisk dzikiej flory i fauny o znaczeniu europejskim, Konwencja podpisana w Bonn
w 1979 r., dotycząca ochrony gatunków migrujących i dzikich zwierząt oraz dyrektywy Komisji
Europejskiej – „habitatowa” o ochronie dzikiej flory i fauny (Dyrektywa 92/43/EEC), dotycząca
systemu ochrony dzikiego ptactwa i ich siedlisk (Dyrektywa 79/409/EEC), a także opracowywana strategia tematyczna dotycząca ochrony i zachowania środowiska morskiego (Marine
Strategy Directive) oraz uregulowań krajowych.
18
Dla osiągnięcia korzystnego stanu ochrony bioróżnorodności przyjęto operacyjne cele ekologiczne charakteryzujące zagadnienia odnoszące się do:
• odtworzenia i utrzymania integralności dna morskiego na poziomie gwarantującym funkcjonowanie ekosystemów
• siedlisk i związanych z nimi gatunków, które będą wykazywały rozmieszczenie, liczebność i jakość zgodne z przeważającymi warunkami fizjograficznymi, geograficznymi i klimatycznymi
• jakości wody, która będzie odpowiednia dla zapewnienia integralności, struktury i funkcjonowania ekosystemu, jaki ma być odtworzony lub zachowany.
Strategiczny cel dotyczący korzystnego stanu ochrony bioróżnorodności Morza Bałtyckiego
jest zgodny z Konwencją Różnorodności Biologicznej i opisują go następujące operacyjne cele
ekologiczne:
• naturalne krajobrazy - przybrzeżne i morskie
• dobrze rozwijające się i pozostające w równowadze populacje roślin i zwierząt.
Ponieważ wiele różnych działań człowieka wywiera wpływ na bioróżnorodność, a bioróżnorodność może służyć jako element kontrolujący ogólnie całościowe wykonanie Action Planu, cel
strategiczny: „korzystny stan ochrony bioróżnorodności w Morzu Bałtyckim” nie może zostać
osiągnięty bez zdecydowanych działań naprawczych, które zostały przyjęte przez kraje Konwencji Helsińskiej.
Reasumując, zmniejszenie eutrofizacji doprowadzi do ograniczenia zakwitów glonów, nadmiernego rozrastania się glonów nitkowatych w strefach przybrzeżnych i powstawania stref beztlenowych na dnie oraz pozwoli na zgodne z naturą rozmieszczenie i występowanie krajobrazów
morskich, siedlisk oraz gatunków roślin i zwierząt.
Zminimalizowanie stężeń substancji niebezpiecznych w organizmach jest warunkiem podstawowym dla zdrowia dzikich zwierząt, tzn. dla uzyskania żywotnych populacji w Morzu Bałtyckim,
a poprawa bezpieczeństwa nawigacji zaowocuje spadkiem prawdopodobieństwa wystąpienia
negatywnego oddziaływania na środowisko wywołanego przez małe i duże rozlewy olejowe.
Dla osiągnięcia tego celu konieczne są działania zapobiegające zanieczyszczeniom ze statków,
a także zapobieganie wprowadzaniu gatunków obcych do środowiska.
Zostaną opracowane wytyczne planowania przestrzennego zapewniające ochronę środowiska
morskiego i przyrody, łącznie z siedliskami oraz zachowaniem inte gralności dna morskiego,
w tym opracowane zasady zabezpieczą zrównoważone wykorzystanie zasobów morza
przez ograniczenie konfliktów między użytkownikami i zmniejszenie negatywnych skutków
działalności ludzkiej. W ramach projektów flagowych zaproponowano tworzenie nowych
morskich obszarów chronionych a dla ustanowionych już obszarów NATURA 2000 i Obszarów
Szmaragdowych [Emerald sites] zakwalifikowanych jako Bałtyckie Obszary Chronione HELCOM,
wprowadzenie jednolitych planów ochrony.
3.1.4 Prowadzenie transportu morskiego i innej działalności na morzu w sposób przyjazny dla
środowiska morskiego jest strategicznym celem analizowanej Strategii w zakresie działalności
gospodarczej. Z uwagi na międzynarodowy charakter przepisy dotyczące żeglugi są regulowane
przez światowe zobowiązania, uzgodnione w ramach specjalistycznych organizacji, głównie
w ramach Międzynarodowej Organizacji Morskiej (International Maritime Organisation – IMO).
Morze Bałtyckie zaliczane jest do mórz światowych o największej intensywności transportu
morskiego. Zarówno liczba statków na Bałtyku, jak i ich tonaż, szczególnie tankowców transportujących ropę, wzrosły w ostatnich latach i przewiduje się, że ta tendencja zostanie utrzymana.
Intensywny ruch statków odbywa się w wąskich cieśninach i na płytkich wodach, gdzie długo
występuje pokrywa lodowa, co powoduje, że Bałtyk określany jest jako morze trudne do nawigacji, tworzą się tu węzły komunikacyjne i wzrasta zagrożenie wypadkami.
Główne negatywne skutki żeglugi i innej działalności na morzu obejmują zanieczyszczenie
atmosfery, nielegalne lub incydentalne rozlewy olejowe, dopływ substancji niebezpiecznych
i odpadów oraz introdukcję gatunków obcych z wód balastowych.
Dla osiągnięcia celu strategicznego w ramach Bałtyckiego Planu Działań uzgodniono osiem
następujących strategicznych celów w zakresie zarządzania i bezpieczeństwa:
• przestrzeganie międzynarodowych uregulowań prawnych – zakaz nielegalnych zrzutów
• bezpieczny transport morski bez incydentów powodujących zanieczyszczenie
• skuteczna służba ratownicza i reagowania na wypadki, wyposażona w odpowiedni potencjał ratowniczy
• minimalizacja zanieczyszczenia ściekami ze statków
• brak przypadków introdukcji gatunków obcych ze statków
• zminimalizowanie zanieczyszczenia atmosfery przez statki
• brak szkodliwych zrzutów z platform wydobywczych na morzu
• zminimalizowanie zagrożeń związanych z konstrukcjami na morzu.
Przedstawione cele strategiczne w zakresie zarządzania nie opisują bezpośrednio dobrego stanu ekologicznego i środowiskowego Morza Bałtyckiego, wskazują one raczej główne dziedziny
zagrożeń, jakie niesie działalność gospodarcza człowieka na morzu oraz jej prawdopodobne
negatywne skutki.
Niedotrzymanie celów operacyjnych w zakresie działalności gospodarczej na morzu będzie
przeszkodą w osiągnięciu dobrego stanu środowiska Morza Bałtyckiego, pozbawionego wpływu eutrofizacji, gdzie życie organizmów nie jest zagrożone przez substancje niebezpieczne
i istnieje korzystny stan bioróżnorodności.
Zaproponowano kilka projektów flagowych, wśród których należy wymienić:
• „Działania zmierzające do ograniczenia emisji ze statków do atmosfery oraz likwidacja dodatkowych opłat za odbiór odpadów ze statków” w tym również ograniczenie przypadków
rozlewów olejowych i nielegalnych zrzutów zaolejonych wód
• „Działania zapobiegające wprowadzaniu gatunków obcych drogą transportu morskiego”
będą miały podstawowe znaczenie dla osiągnięcia celu, jakim są żywotne i zachowujące
równowagę populacje roślin i zwierząt.
4. Podsumowanie
Artykuł miał za zadanie omówienie wyników prac nad Strategią Regionu Morza Bałtyckiego
w zakresie priorytetów środowiskowych. Region Bałtycki w czasie światowego spowolnienia
gospodarczego ciągle jest jednak postrzegany jako lider innowacyjności i to właśnie z rozwojem
nowych technologii należy wiązać przeciwdziałanie zmianom klimatu. Zaplanowano projekt
kluczowy Strategii poprzez powołanie EUROPEAN SPALLATION SOURCE /ESS/, czyli budowę
największej na świecie instalacji służącej prowadzeniu skomplikowanych prac badawczo-rozwojowych. Brak jest jednak decyzji o wyborze lokalizacji dla tego projektu.
W zakresie środowiskowym Strategia często powołuje się na Bałtycki Plan Działań, wyróżnia
jednak problemy związane z zapewnieniem bezpieczeństwa energetycznego i właściwą reakcją
na zmiany klimatyczne. Przeciwdziałanie eutrofizacji, racjonalne zarządzaniem zasobami ryb,
identyfikacja i zabezpieczenie broni chemicznej zgromadzonej na dnie Bałtyku, jak również
realizacja koncepcji „czystej żeglugi i czystych portów” znalazły odzwierciedlenie w proponowanych projektach flagowych.
Materiały:
1. „Stan środowiska morskiego polskiej strefy Bałtyku” Główny Inspektorat Ochrony Środowiska Warszawa 2007;
2. „Dwa stanowiska Konwentu Marszałków Województw Rzeczpospolitej Polskiej w sprawie Strategii UE dla Regionu
Morza Bałtyckiego”;
3. „Wpływ wdrażania dyrektyw Unii Europejskiej w Polsce na stan ochrony wód Bałtyku” IMGW Warszawa 2008;
4. „Spójność i konkurencyjność regionu Morza Bałtyckiego- od wizji do działań” – UKIE Warszawa 2008;
5. Bałtycki Plan Działań Komisji Helsińskiej wyd. IMGW Warszawa 2008;
6. Preliminary Draft /European Union Strategy For The Baltic Sea Region – Action Plan/ konferencja Rostok 2009.
19
Jerzy Janota Bzowski
EkoFundusz
Ograniczanie emisji gazów cieplarnianych
w projektach EkoFunduszu
EkoFundusz jest instytucją, która została powołana w 1992 roku do obsługi funduszy pochodzących z redukcji zadłużenia wobec tzw „Klubu Paryskiego” wierzycieli Polski. Od początku
działania EkoFundusz dużą wagę przykładał do zagadnień związanych z ochroną klimatu,
zarówno poprzez wspieranie projektów powodujących bezpośrednią redukcją emisji CO2 lub
innych gazów cieplarnianych, w szczególności metanu, jak też poprzez wspieranie działań, które
pośrednio prowadziły do wiązania lub ograniczenia naturalnej emisji gazów cieplarnianych.
Tym niemniej jednym z głównych nurtów działania Fundacji była promocja i wspieranie rozwoju wykorzystania odnawialnych źródeł energii. W początku lat 90. nie były one postrzegane
w Polsce jako wiarygodna alternatywa dla tradycyjnych, kopalnych paliw i bazujących na nich
systemów wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej. Obecnie EkoFundusz dochodzi do kresu
realizacji programu ekokonwersji zadłużenia, czas więc na spojrzenie wstecz na dokonania
w jego osiemnastoletniej historii.
EkoFundusz, ze względu na szczególny charakter zarządzanych środków (nie posiadały one
kwalifikacji środków publicznych), stanowił unikalną ofertę na rynku finansowego wspierania
projektów ekologicznych. Posiadał on także odmienną specyfikę wśród innych instytucji finansujących przedsięwzięcia w podobnym zakresie. Były to następujące warunki:
• wsparcie wyłącznie dla projektów inwestycyjnych w formie bezzwrotnych dotacji
• promocja dla zaawansowanych technicznie rozwiązań
• tworzenie projektów demonstracyjnych i promocyjnych
• wspieranie transferu nowoczesnych technologii ze szczególnym uwzględnieniem państwdonatorów.
Warunki powyższe stanowiły z jednej strony utrudnienie dla inwestorów, z drugiej jednak pozwalały na wstępną selekcję dobrych projektów. Znalazło to odbicie w rzeczowych i liczbowych
rezultatach uzyskanych w czasie działalności EkoFunduszu.
20
W zasadach działania Fundacji określone zostały dziedziny, w których można było ubiegać się
o uzyskanie dotacji. Obejmowały one:
• oszczędność energii w małej i średniej wielkości systemach grzewczych poprzez modernizację źródeł wytwarzania oraz racjonalizację przesyłu oraz użytkowania energii
• oszczędność energii elektrycznej uzyskiwaną poprzez podwyższanie sprawności jej wytwarzania jak też poprzez stosowanie wysokosprawnych napędów elektrycznych w instalacjach
przemysłowych
• korzystanie z odnawialnych źródeł energii, w szczególności z biomasy, energii wiatru i słońca
jak też biogazu
• wykorzystanie gospodarcze metanu z kopalń oraz zastępowanie silników diesla silnikami
opalanymi sprężonym gazem ziemnym (CNG) w autobusach komunikacji miejskiej w dużych
miastach Polski.
Wybór kategorii projektów związanych z oszczędnością energii w systemach grzewczych nie był
przypadkowy. Polska była i jest w Europie w czołówce krajów o największej ilości takich systemów grzewczych, w których źródło generujące ciepło znajduje się w znacznej odległości od jego
odbiorców. Jednocześnie wiele z tych systemów było w bardzo złym stanie technicznym i powodowało nieracjonalne straty energii. W związku z powyższym potencjał oszczędności energii
w tej dziedzinie sięgał na początku lat 90. 40 procent zużycia energii w kraju. W konkursie na
oszczędność energii w systemach grzewczych dofinansowano 120 projektów. Uzyskano w nich
średnią redukcję zapotrzebowania na moc na poziomie 32 procent i redukcję zapotrzebowania
na ciepło w wysokości 42 procent. W projektach tych uzyskano redukcję emisji CO2 na poziomie
580 tys. Mg rocznie.
Podstawowym źródłem emisji gazów cieplarnianych w Polsce jest sektor elektroenergetyczny
wykorzystujący w 96 procent węgiel jako paliwo. Dlatego też niewielkie nawet zmiany sprawności wytwarzania energii elektrycznej powodują znaczne efekty w zakresie redukcji tych gazów.
Drugim działaniem, wspieranym przez EkoFundusz, zmniejszającym emisję gazów cieplarnianych przy wykorzystywaniu energii elektrycznej jest stosowanie wysokosprawnych napędów
elektrycznych i poruszanych przez nie urządzeń. Działania pozwalały w szczególności na
oszczędność zużywanej energii elektrycznej w szeroko rozumianym przemyśle. Uzyskane w ten
sposób redukcje zużycia węgla przekładają się wprost na zmniejszenie emisji CO2. W kategoriach
tych dofinansowano 12 projektów. Dzięki tym działaniom uzyskano roczne zmniejszenie emisji
CO2 o 2 404 tys. Mg
Obecnie kładziony jest wielki nacisk na wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii. Spośród
nich w Polsce bez wątpienia biomasa oferuje największy potencjał możliwy do technicznego
wykorzystania. Zasoby tego niekonwencjonalnego paliwa szacowane są obecnie w Polsce na
60 milionów ton (665 PJ) na rok. Do chwili obecnej EkoFundusz wsparł 89 tego typu projektów.
Zmodernizowano lub zbudowano nowe obiekty o łącznej mocy cieplnej 257 MWt a także mocy
elektrycznej w 4 elektrociepłowniach opalanych biomasą w wysokości 4,8 MWe. Perspektywy
zwiększenia tej kategorii projektów związane są z upowszechnieniem produkcji celowej biomasy na specjalnie przygotowanych do tego plantacjach.
Biomasa, szczególnie ta odpadowa, trudna bądź niemożliwa do bezpośredniego spalania, może
być wykorzystana do produkcji biogazu, którego głównym palnym składnikiem jest metan.
Wytwarzany jest on także na składowiskach odpadów komunalnych w wyniku zachodzących
tam procesów chemicznych i ulatnia się bezpośrednio do atmosfery. Stąd też możliwość wykorzystania biogazu do wytwarzania energii elektrycznej jest szczególnie efektywnym sposobem
ochrony klimatu – nie tylko zmniejszana jest emisja metanu do atmosfery, ale jeszcze dodatkowo maleje zużycie węgla, który musiałby być spalony do wyprodukowania ekwiwalentnej
ilości energii.
W początkowej fazie rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce EkoFundusz wsparł finansowo budowę 7 farm. Dotacje EkoFunduszu nie przekraczające średnio 10 procent wartości inwestycji miały
charakter zachęty dla podejmowania tego typu projektów, pomimo związanego z nimi ryzyka
i niepewności wynikających z braku jednoznacznej interpretacji krajowych przepisów prawnych.
Gdy realizacja projektów wiatrowych nabrała charakteru rutynowego i biznesowego, dotacje na ich
realizację straciły uzasadnienie i EkoFundusz zaprzestał dotowania tej kategorii projektów.
Inną ważną kategorią projektów związanych z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii jest
energetyka słoneczna. W tym przypadku dotacje są bardzo uzasadnione, gdyż opłacalność ekonomiczna projektów solarnych jest bardzo niska. Zależy ona oczywiście od rodzaju źródła energii
zastępowanego przez kolektory słoneczne, ale prosty okres zwrotu niezwykle rzadko jest krótszy
aniżeli 15 lat. Oferta EkoFunduszu w tym zakresie dotyczyła dopłat do większych instalacji kolektorów termicznych (o powierzchniach powyżej 50 m kw.), natomiast projekty z wykorzystaniem
ogniw fotowoltaicznych rozpatrywane były w trybie indywidualnym. W tej formule dofinansowano
168 projektów z kolektorami o powierzchni ponad 22 tys. m kw. Przy udziale dotacji EkoFunduszu
powstała również największa w Polsce instalacja fotowoltaiczna o pow. 600 m kw, służąca na Politechnice Warszawskiej także do celów dydaktycznych i badawczych. Instalacje solarne, budowane
na obiektach komunalnych, użyteczności publicznej i w spółdzielniach mieszkaniowych, stawały się
także przykładem dla posiadaczy domów jednorodzinnych, którzy swoje instalacje budowali już całkowicie na własny koszt. Doskonałym tego przykładem jest miejscowość Poddębice w województwie
łódzkim, która przyjęła nazwę „Słonecznego Miasta” po zrealizowaniu dużej inwestycji w Spółdzielni
Mieszkaniowej i w obiektach komunalnych, skopiowanej przez wielu mieszkańców-właścicieli indywidualnych domów. Sumarycznie w projektach związanych z wykorzystaniem odnawialnych źródeł
energii uzyskano redukcję emisji CO2 w wysokości 683 tys. Mg rocznie.
Działalność górnicza w Polsce skutkuje emisją metanu do atmosfery. Do tej pory był on w większości
przypadków emitowany bezpośrednio do atmosfery. Biorąc pod uwagę powodowany przez niego
efekt cieplarniany, jakakolwiek możliwość jego gospodarczego wykorzystania, w szczególności
do produkcji energii, powoduje znaczące skutki dla ochrony klimatu. Dlatego też, pomimo że przy
udziale dotacji EkoFunduszu zrealizowane zostały tylko 3 projekty, uzyskano z nich znaczący efekt
redukcji emisji CO2, przekraczający 250 tys Mg ekwiwalentu tego gazu rocznie.
W centrach dużych miast poważnym źródłem zanieczyszczeń są autobusy komunikacji miejskiej.
Dlatego też EkoFundusz zdecydował się na dofinansowywanie w uproszczonej formie dopłat przeróbek starych lub zakupów nowych autobusów, w których paliwem jest sprężony gaz naturalny
(CNG). W wyniku realizacji tego programu zakupiono 54 nowe i zmodernizowano 77 używanych
autobusów. W tym przypadku redukcja emisji gazów cieplarnianych nie była znaczna, natomiast
uzyskano poprawę jakości powietrza w centrach miast, które zdecydowały się realizację takich
projektów. Warunkiem uzyskania dofinansowania było docelowe uzyskanie najostrzejszego
obecnie standardu emisyjnego EUR 4.
Dla uzyskania pełnego obrazu działań Fundacji w zakresie ochrony klimatu nie można zapomnieć
o bardzo licznej grupie projektów przyrodniczych, których efektem jest także zatrzymanie lub
też ograniczenie naturalnej emisji CO2. Należała do nich przede wszystkim grupa przedsięwzięć
związanych z ochroną obszarów wodno-błotnych. Efekty uzyskiwane w ich wyniku mogą być
szacowane z dużą dokładnością na podstawie naukowo wyznaczonych wskaźników. Szacowany
poziom związania gazów cieplarnianych w strukturach glebowych oraz unikniętej ich emisji wynosi ok. 1,23 mln. Mg CO2 rocznie.
W rezultacie w ciągu 17 lat dotychczasowej realizacji programu ekokonwersji dofinansowano 612
projektów związanych bezpośrednio lub pośrednio z ochroną klimatu., przeznaczając na nie ponad
811 mln. zł. Całkowity koszt wspieranych projektów wyniósł 3,87 mld. zł. W wyniku tych projektów
uzyskano redukcję emisji CO2 na poziomie 5,15 mln ton w skali roku. W ciągu ostatniego roku realizacji programu ekokonwersji polskiego zadłużenia wielkości te jeszcze zostaną powiększone.
21
Robert Bogdanowicz, Marcin Włodarski
urządzeń jest ponad czterokrotnie niższa od elektrowni wiatrowych. Oprócz małych elektrowni
wodnych w województwie pomorskim funkcjonuje elektrownia szczytowo-pompowa w Czymanowie o mocy 179 MW. Elektrownie szczytowo-pompowe nie są klasyfikowane jako technologie energetyki odnawialnej lecz jako technologie magazynowania energii wykorzystywanej do
pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną w godzinach szczytu. Na terenie województwa
Energetyka odnawialna w województwie pomorskim: dostępność
i jakość danych na temat zrealizowanych przedsięwzięć
Efektywne wsparcie rozwoju sektora odnawialnych źródeł energii (OZE) uzależnione jest od
dostępności wiarygodnej informacji na temat wdrożeń poszczególnych technologii wykorzystujących różnego rodzaju odnawialne nośniki energii. Dlatego też programowanie wsparcia dla
podsektorów OZE wymaga dostępu do informacji na temat kategorii inwestycji zrealizowanych
w województwie, wykorzystywanego paliwa oraz wielkości produkcji energii. Analiza porównawcza potencjału poszczególnych zasobów oraz rodzajów zrealizowanych inwestycji pozwala
na wyznaczenie obszarów tematycznych lub technologii, wymagających wsparcia dla zapewnienia zrównoważonego rozwoju sektora.
Oprócz rozproszonych źródeł wykorzystujących biomasę do produkcji ciepła na terenie województwa funkcjonują również źródła kogeneracyjne, zasilane wyłącznie biomasą. Największym
z nich jest kocioł w International Paper Kwidzyn Sp. z o.o., o mocy cieplnej 73,2 MW oraz mocy
elektrycznej 10 MW. Inne źródła kogeneracyjne, oparte wyłącznie na biomasie, funkcjonują
w ramach biogazowni rolniczych, stanowiących własność firmy POLDANOR S.A. Ciepło i elektryczność wytwarzane są przy użyciu biogazu z fermentacji biomasy ciekłej – gnojowicy,
odpadów produkcji zwierzęcej oraz kiszonki kukurydzianej. Moc cieplna biogazowni rolniczych
wynosi 3,24 MW, natomiast moc elektryczna 3,37 MW.
W ramach działań statutowych WFOŚiGW w Gdańsku dokonał wstępnej inwentaryzacji inwestycji
wykorzystujących odnawialne źródła energii znajdujących się na terenie województwa pomorskiego. Badanie przeprowadzono wykorzystując ankiety, dostępne publikacje (Żurek, 2009) oraz dane
zawarte we wnioskach o dofinansowanie inwestycji, znajdujące się w rejestrach Funduszu.
Dane dotyczące produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii
pochodzą od operatora sieci dystrybucyjnej – firmy ENERGA S.A. W przypadku inwestycji wiatrowych, informacje na temat funkcjonujących i planowanych przedsięwzięć są dobrze udokumentowane w rejestrach wniosków o wydanie pozwolenia na budowę. Moc urządzeń wykorzystujących
odnawialne źródła energii do produkcji energii elektrycznej prezentuje poniższy wykres (Ryc. 2).
Zapytanie ankietowe dotyczące produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych skierowane zostało do Energa S.A. - operatora systemu elektroenergetycznego, dokonującego przyłączeń źródeł energii do sieci. Pytania, także w formie ankiet, na temat instalacji produkujących
ciepło, przy użyciu odnawialnych źródeł energii przekazane zostały starostwom powiatowym.
Ponieważ zgodnie z ustawą Prawo Budowlane, starosta powiatu jako organ administracji wydaje decyzje o pozwoleniu na budowę oraz gromadzi zgłoszenia przedsięwzięć budowlanych
niewymagających pozwolenia na budowę.
22
30
Paliwo
Liczba instalacji
Całkowita moc zainstalowana [kW]
Drewno
66
32 941
Słoma
37
30 002
RAZEM
103
62 943
Zaprezentowane w Tab. 1 dane mogą się nieznacznie różnić od stanu rzeczywistego. Wynika to
z niepełnych danych zawartych w dostępnej literaturze oraz braku innych, wiarygodnych źródeł
informacji na temat funkcjonujących kotłowni zasilanych biomasą. Jak widać na zaprezentowanym wykresie, dominującymi ilościowo są małe, funkcjonujące w rozproszeniu, źródła ciepła
o mocy do 500 kW, natomiast największą mocą dysponują mniej liczne, większe obiekty.
10,00
Energetyka
wiatrowa
Małe elektrownie
wodne
Biomasa stała
(kogeneracja)
3,37
2,65
Biogazownie
rolnicze
Gaz wysypiskowy
Według danych Departamentu Rozwoju Gospodarczego Urzędu Marszałkowskiego Województwa
Pomorskiego, zapotrzebowanie na moc w województwie wynosi 1500 MWel. Udział mocy zainstalowanej urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii do produkcji energii elektrycznej,
bez uwzględnienia mocy wykorzystywanych do współspalania biomasy, wynosi 12 procent. Według danych przytoczonych przez Zespół Planowania Energetycznego, funkcjonującego w ramach
Departamentu Rozwoju Gospodarczego Urzędu Marszałkowskiego Województwa Pomorskiego,
wysokość produkcji energii elektrycznej z OZE w województwie wynosi 567 GWh, podczas gdy
ilość energii elektrycznej wytwarzanej na terenie województwa pomorskiego to ok. 2116 GWh.
Stąd też udział OZE w produkcji energii elektrycznej na poziomie województwa wynosi 26,8 procent. Natomiast udział OZE w zużyciu energii elektrycznej w województwie pomorskim wynosi
jedynie 8,7 procent, co ma związek z faktem, iż na terenie województwa pomorskiego generowane
jest niecałe 33 procent zapotrzebowania na energię elektryczną, które wynosi 6500 GWh.
60
Tabela 1: Moc nominalna oraz liczba ciepłowni wykorzystujących biomasę stałą
29,74
Według informacji uzyskanych z gminy Dzierzgoń, realizującej program „Słoneczne Powiśle”,
przy finansowym wsparciu Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz Wojewódzkiego
Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku, do 2011 roku, na 300 domach
jednorodzinnych zostanie zainstalowanych 735 kolektorów słonecznych o łącznej powierzchni
1176 m kw. Do realizacji podobnych programów, o mniejszej skali, przygotowują się kolejne
gminy województwa pomorskiego.
2,6%
Ryc. 2: Energia elektryczna z OZE w województwie pomorskim – moce nominalne instalacji.
70
50
138,60
Badania dotyczące rynku kolektorów słonecznych, w oparciu o informacje na temat sprzedaży
kolektorów w regionach, prowadzi EC BREC Instytut Energetyki Odnawialnej Sp. z o.o. (2009).
Według przygotowanego przez ten instytut opracowania roczna sprzedaż kolektorów słonecznych w województwie pomorskim, wynosi poniżej 5000 m. kw., a udział województwa w rynku
krajowym szacowany jest na 2,6 procent. Wynik ten stawia województwo pomorskie na jednym
z ostatnich miejsc wśród wszystkich województw. Największy udział w rynku kolektorów w Polsce, szacowany na 17,3 procent posiada województwo śląskie, gdzie roczna sprzedaż kolektorów
mieści się w granicach 15 000 – 20 000 m. kw. Drugie miejsce zajmuje województwo małopolskie, z wynikiem 15,9 procent oraz sprzedażą w granicach 10 000 – 15 000 m. kw. Kolejne miejsce
przypada na równi województwom podkarpackiemu i mazowieckiemu, których udział w rynku
wynosi 8,9 procent, natomiast sprzedaż zamyka się, odpowiednio, w zakresach 5 000 – 10 000 m
kw. oraz 10 000 – 15 000 m kw. Biorąc pod uwagę podobny procentowy udział w rynku, można
wywnioskować, że roczna sprzedaż kolektorów oscyluje wokół wartości 10 000 m kw.
pomorskiego nie występują duże elektrownie wodne o mocy przekraczającej 10 MW.
80
Starostwa zostały poproszone o informacje dotyczące źródeł ciepła wykorzystujących odnawialne zasoby energii, takie jak biomasa, kolektory słoneczne oraz pompy ciepła. Odpowiedzi
na ankiety nadeszły z piętnastu powiatów ziemskich województwa.
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
budowę, ze względu na niekompletność (informacje dotyczące zaledwie kilku instalacji w skali
powiatu), nie pozwalają na oszacowanie choćby przybliżonego stanu faktycznego.
40
20
10
0
<0,5 MW
Moc zainstalowana [MW]
0,5 - 1 MW
>0,5 - 1 MW
Liczba obiektów
Ryc. 1: Kotłownie na biomasę w województwie pomorskim – moc nominalna i liczba obiektów
Zgodnie z informacjami otrzymanymi od ENERGA S.A., biorąc pod uwagę zainstalowaną moc
urządzeń do produkcji energii elektrycznej z OZE, największa ilość przypada na elektrownie wiatrowe. Na drugim miejscu znalazły się małe elektrownie wodne, których suma mocy nominalnych
Wśród uzyskanych informacji najmniej jest tych, które dotyczą instalacji kolektorów słonecznych
oraz pomp ciepła, zrealizowanych przez inwestorów prywatnych. Wynika to najprawdopodobniej z braku wiedzy o konieczności zgłoszenia przedsięwzięcia odpowiedniemu organowi administracji odpowiedzialnej za architekturę – w tym przypadku staroście, zgodnie z ustawą Prawo
Budowlane. W związku z powyższym większość powiatów nie dysponowała odpowiednimi
danymi na temat liczby obiektów posiadających kolektory słoneczne oraz powierzchnią kolektorów zainstalowanych na budynkach. Dane otrzymane ze starostw powiatowych, opracowane
na podstawie informacji zawartych w rejestrach zgłoszonych wniosków o wydanie pozwoleń na
3,3%
2,9%
3,3%
2,2%
2,1%
8,9%
8,8%
8,7%
5,9%
3,5%
2,7%
3,1%
17,3%
Roczna sprzedaż
kolektorów słonecznych w m2
0-5000
5000-10000
10000-15000
15000-20000
10%
15,9%
8,9%
Udział województwa w krajowym rynku kolektorów słonecznych
Ryc. 3: Stan rozwoju rynku kolektorów słonecznych w Polsce (EC BREC IEO, 2009)
23
Nadmorski PK
SŁOWIŃSKI
PARK NARODOWY
Smołdzino
Choczewo
Gniewino
Wicko
Główczyce
Łęczyce
Lębork
Kobylnica
Damnica
Kosakowo
Luzino Rumia
Szemud
Hel
Gdynia
Sopot
Cewice
Kaszubski PK
Chmielno
Czarna Dąbrówka Sierakowice
PK Dolina Słupi
Kołczygłowy
Borzytuchom
Trzebielino
Bytów
Reda
Trójmiejski PK
Linia
Potęgowo
Dębnica Kaszubska
Jastarnia
Puck
Wejherowo
Ustka
Słupsk
Władysławowo
Krokowa
Łeba
parki narodowe
otuliny parków narodowych
parki krajobrazowe
otuliny parków krajobrazowych
kotłownie na zrębki drzewne
pompy ciepła
kotłownie na słomę
kolektory słoneczne
Przodkowo
Żukowo
Gdańsk
PK Mierzeja Wiślana
Krynica Morska
Sztutowo
Stegna
Kartuzy
Kolbudy Górne
Cedry Wielkie
Somonino
Pruszcz Gdański
Ostaszewo
Suchy
Przywidz
Dąb
Nowy Dwór Gdański
Kościerzyna
Nowa Karczma
Trąbki Wielkie Pszczółki Lichnowy
Nowy Staw
Skarszewy
Tuchomie
Tczew
Studzienice Lipusz
Malbork
Liniewo
Miastko
Subkowy Miłoradz
Stare Pole
Stara Kiszewa
Dziemiany
Lipnica
Wdzydzki PK
Starogard Gdański
Zaborski PK
Stary Targ
Karsin
Kaliska
Pelplin Sztum
Bobowo
Zblewo
Dzierzgoń
Brusy
Koczała
Mikołajki
Pomorskie
Ryjewo
Konarzyny
Morzeszczyn
Lubichowo Skórcz
Czersk Czarna Woda
Stary Dzierzgoń
Gniew
Rzeczenica Przechlewo
Osieczna
PK Pojezierza
Osiek
Kwidzyn Prabuty
Tucholski PK
Smętowo Graniczne
Iławskiego
Chojnice
Sadlinki
Człuchów
Czarne
Kępice
Parchowo
Sulęczyno
Stężyca
Gardeja
Debrzno
Lokalizację wszystkich inwestycji w odnawialne źródła energii, zrealizowanych w ostatnich 10
latach przy udziale środków z WFOŚiGW w Gdańsku, przedstawiono na Ryc. 4.
Ryc. 4: Inwestycje wykorzystujące OZE, sfinansowane ze środków WFOŚiGW w Gdańsku, w latach
1999-2008.
Doświadczenia wynikające z procesu pozyskiwania danych na temat urządzeń wykorzystujących
odnawialne źródła energii, funkcjonujących na terenie województwa pomorskiego oraz ich późniejsza
analiza, wskazują, że konieczne jest systemowe rozwiązanie kwestii dostępności i jakości danych na
temat zrealizowanych inwestycji, wykorzystujących odnawialne źródła energii. Mając na uwadze
wysoką przydatność informacji statystycznej dla analiz gospodarczych prowadzonych przez instytucje publiczne oraz przedsiębiorstwa, uniwersalnym rozwiązaniem wydaje się być opracowanie bazy
danych obejmującej funkcjonujące inwestycje, zawierającej informacje na temat mocy nominalnej
pracujących urządzeń, rodzaju wykorzystywanego paliwa oraz wielkości produkcji energii.
Informacje zawarte w bazie powinny być aktualizowane przynajmniej raz w roku. Istotne jest
też upublicznienie informacji poprzez umieszczenie jej na stronach internetowych samorządu
województwa – instytucji, której jednym z najważniejszych zadań jest stymulowanie rozwoju
gospodarczego regionu.
Literatura źródłowa:
24
1. Bałtycka Agencja Poszanowania Energii, 2006. Drewno i słoma jako paliwo: właściwości i technologie spalania. Poradnik.
2. EC BREC Instytut Energetyki Odnawialnej Sp. z o.o., 2009. Rynek kolektorów słonecznych w Polsce. Analiza badań
statystycznych sprzedaży kolektorów słonecznych w 2008 roku. EC BREC IEO Sp. z o.o., Warszawa, 2009.
3. Żurek, T. i in., 2009. Pomorskie systemy energetyczne – diagnoza. Pomorski Przegląd Gospodarczy: Pomorska energetyka.
Instytut Badań nad Gospodarką Rynkową, Gdańsk.
Robert Bogdanowicz, Piotr Tchórzewski
Rola Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska
w realizacji zadań przeciwdziałających zmianom klimatu
na przykładzie województwa pomorskiego
Wojewódzkie Fundusze Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej działają na podstawie ustawy
z dnia 27 kwietnia 2001 roku Prawo ochrony środowiska, zgodnie ze Statutami nadanymi przez
Ministra Środowiska. Fundusze posiadają osobowość prawną i są funduszami celowymi w myśl
ustawy o finansach publicznych z 30 czerwca 2005 roku.
Środki finansowe będące w dyspozycji Funduszy pochodzą głównie ze zwrotu rat pożyczek oraz
z opłat za korzystanie ze środowiska, pobieranych na podstawie Prawa ochrony środowiska oraz
przepisów szczególnych.
Fundusze przeznaczają środki na finansowanie przedsięwzięć służących ochronie środowiska
na terenie właściwych im województw, zgodnie z zapisami ustawy Prawo Ochrony Środowiska
oraz indywidualnymi listami zadań priorytetowych, w oparciu o Politykę Ekologiczną Państwa
i strategiczne dokumenty lokalne szczebla wojewódzkiego. Podstawą do wyboru konkretnych
projektów są kryteria wyboru przedsięwzięć i plany działania Funduszy na kolejne lata, określane indywidualne dla każdego Fundusz.
Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych
W województwie pomorskim, gdzie nie ma zbyt wiele dużych zakładów przemysłowych,
głównymi źródłami zanieczyszczeń do atmosfery pozostają instalacje energetyczne. WFOŚiGW
w Gdańsku dofinansowuje przedsięwzięcia, które mają na celu ograniczenie emisji zanieczyszczeń do powietrza, w tym CO2, głównie poprzez modernizację technologii spalania paliw
w instalacjach energetycznych.
Wsparcie może zostać udzielone w dwojaki sposób:
• przyjmowane na bieżąco wnioski na zadania inwestycyjne
• organizowane konkursy tematyczne.
WFOŚiGW udzielają dofinansowania w formie pożyczek, dotacji oraz dopłat do oprocentowania
kredytów bankowych.
Dofinansowanie ze środków finansowych Funduszy udzielane jest z uwzględnieniem zapisów
ustawy z dnia 29 stycznia 2004 r. Prawo zamówień publicznych oraz przepisów ustawy z dnia 30
kwietnia 2004 r. o postępowaniu w sprawach dotyczących pomocy publicznej.
Dla Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Gdańsku głównym
zadaniem związanym z ochroną powietrza i energetyką odnawialną jest pomoc w osiągnięciu
celów wynikających z tzw. Białej Księgi „Energia dla przyszłości – odnawialne źródła energii”
dokumentu Komisji Europejskiej w 2007 r. oraz Polityki Energetycznej Polski do 2025 roku. Wiąże
się to z:
1. zmniejszeniem zużycia energii i surowców poprzez promowanie oszczędności i podwyższenie sprawności wytwarzania oraz obniżenie strat w procesie przesyłania i dystrybucji energii
2. ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń do powietrza poprzez modernizację technologii spalania paliw oraz zmianę rodzaju i jakości paliw
3. zwiększeniem udziału energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych
4. ograniczeniem niskiej emisji
5. wdrażaniem najnowszych technologii w przemyśle, energetyce i gospodarce komunalnej
6. realizacją kompleksowych programów modernizacji systemów grzewczych
7. rozbudową systemów monitoringu jakości powietrza
8. wspieraniem ekologicznych form transportu
9. badaniami naukowymi dotyczącymi nowych paliw i źródeł ciepła.
W ramach ciągłego naboru wniosków najczęściej dofinansowane są zadania dotyczące modernizacji kotłowni o mocy ponad 50 kW umożliwiające zmianę wykorzystywanego paliwa ze
stałego (węgiel, koks) na gazowe (gaz ziemny, propan-butan). Zmiana taka umożliwia redukcję
emisji CO2 o około 60 procent. Środki przyznawane są również na:
• modernizację kotłowni na paliwa stałe w kierunku bardziej efektywnego procesu spalania
• montaż pomp cieplnych jako niezależnych instalacji grzewczych oraz instalacji wspomagających
• modernizację węzłów sieci ciepłowniczych z instalacją stacji pogodowych, w celu z racjonalizowania procesu dostarczania ciepła.
25
W 2008 r. Fundusz ogłosił konkurs na zadania związane z likwidacją niskiej emisji w strefach „C”
jakości powietrza. Celem konkursu było wyłonienie spośród zgłoszonych zadań tych, których
realizacja przyniesie najlepsze efekty ekologiczne wyrażone wielkością uzyskanej redukcji emisji
substancji szkodliwych do atmosfery, a następnie dofinansowanie ich realizacji w formie dotacji
ze środków Funduszu.
• modernizację urządzeń przeciwpowodziowych
• budowę zrzutów awaryjnych
• budowę zbiorników przeciwpowodziowych.
Oprócz dwutlenku węgla również i emisja metanu ma wpływ na efekt cieplarniany. Jednym
z ważniejszych źródeł metanu jest składowanie odpadów. W województwie pomorskim,
z uwagi na dużą liczbę instalacji do mechaniczno-biologicznego unieszkodliwiania odpadów,
istotną potrzebą jest budowa systemów odgazowania kwater składowych na zamykanych, bądź
eksploatowanych, składowiskach odpadów.
• Badanie i ocena jakości środowiska w województwie pomorskim prowadzona w ramach
regionalnego monitoringu środowiska
• Doposażenie laboratoriów monitoringu środowiska (stacjonarnych i mobilnych) pomorskich
uczelni wyższych, stacji sanitarno-epidemiologicznych, wojewódzkiego inspektoratu ochrony środowiska
• Monitorowanie i raportowanie na bazie sieci monitoringu Agencji Regionalnego Monitoringu
Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej (ARMAAG) do Krajowego Systemu Monitoringu Środowiska.
Tematy związane z ochroną klimatu i środowiska są trudne, wieloaspektowe i obciążone
wieloma nieprawdziwymi, „obiegowymi”, opiniami. Dlatego niezmiernie istotna jest właściwa
edukacja adresowana do różnych grup wiekowych.
Fundusz współfinansuje budowę instalacji odgazowania składowisk i gospodarczego wykorzystania gazu wysypiskowego w ramach realizacji projektów inwestycyjnych. Na szczególną uwagę zasługuje tutaj realizowana w Zakładzie Zagospodarowania Odpadów „EkoDolina” pierwsza
w Polsce instalacja do waloryzacji biogazu. Dzięki zachodzącej na membranach wysokosprawnej
separacji dwutlenku węgla i innych zanieczyszczeń do produkcji energii w agregatach wykorzystany niemal cały metan odebrany z kwater składowych.
Konkurs adresowany był do jednostek samorządu terytorialnego oraz jednostek budżetowych
Skarbu Państwa z terenu województwa pomorskiego. Koszty kwalifikowane zadania stanowiły
wydatki poniesione na zakup i montaż kolektorów słonecznych wraz z oprzyrządowaniem.
Wysokość dotacji ze środków Funduszu mogła wynosić do 50 procent kosztów kwalifikowanych
zadania lecz nie więcej niż 340.000 zł. W ramach konkursu zakwalifikowano do dofinansowania
7 wniosków na łączną kwotę ponad miliona złotych.
Dużym problemem w aglomeracjach miejskich jest znaczna emisja zanieczyszczeń pochodzących z indywidualnych środków transportu wyposażonych w silniki spalinowe.
Fundusz od wielu lat wspiera działania mające na celu jak najszersze wykorzystanie publicznych
środków transportu oraz dofinansowuje zadania związane z wprowadzeniem do użytkowania
niskoemisyjnych pojazdów (trolejbusy, pojazdy zasilane gazem ziemnym i propan-butan).
Na szczególną uwagę zasługuje tutaj zrealizowany przez Politechnikę Gdańską projekt budowy
jednostki pływającej do przewozu ludzi wykorzystującego energię słoneczną.
W ramach promocji ekologicznych form transportu Fundusz dofinansowuje również budowę
dróg rowerowych, szczególnie w miejscach o wysokich walorach przyrodniczych narażonych
na wzmożoną degradację.
Przeciwdziałanie skutkom zmian klimatu
Ze względu na swoje geograficzne położenie, województwo pomorskie jest szczególnie narażone na wystąpienie powodzi i lokalnych podtopień. Fundusz od wielu lat wspiera działania
minimalizujące zagrożenie powodziowe dofinansowując:
26
Władysławowo
Łeba
ochrona powietrzna
Smołdzino
OZE
Wejherowo
Główczyce
Ustka
przeciwpowodziowe + mała retencja
Rumia
Lębork
Luzino
Gdynia
Szemud
Słupsk
Sopot
Gdańsk
Kartuzy
Fundusz wspiera akcje edukacyjne organizowane w ramach konkursu na zadania edukacyjne
ogłaszanego dwa razy w roku. Projekty te dotyczą różnych grup wiekowych i obejmują takie
działania jak: organizacja konferencji i spotkań naukowych, organizacja szkoleń, warsztatów
tematycznych i kampanii edukacyjnych.
Sulęczyno
Chmielno
Somonino
Pruszcz Gdański
Stężyca
Kościerzyna
Nowa Karczma
Suchy Dąb
Trąbki Wielkie
Tczew
Lipusz
Bobowo
Brusy
Koczała
PK Mierzeja Wiślana
Krynica Morska
Sztutowo
Stegna
Starogard Gdański
Dostrzegając pilną potrzebę zwiększenia udziału energii produkowanej ze źródeł odnawialnych
Fundusz udziela wsparcia w ramach przyjmowanych na bieżąco wniosków na zadania inwestycyjne. Są to głównie projekty dotyczące modernizacji systemów ciepłowniczych, związanych
z wykorzystaniem biomasy oraz energii słonecznej.
W 2008 roku Fundusz ogłosił konkurs „Słoneczne Pomorze”. Celem konkursu było wyłonienie
spośród zgłoszonych zadań tych, których realizacja przyniesie najlepsze efekty ekologiczne
wyrażone wielkością energii uzyskanej z kolektorów słonecznych, a następnie dofinansowanie
ich realizacji w formie dotacji ze środków Funduszu.
Zadania finansowane z WFOŚiGW w Gdańsku w latach 2006-2008
Pelplin
Nowy Dwór Gdański
Malbork
Stary Targ
Czersk
Chojnice
Czarne
Człuchów
Debrzno
Z drugiej strony, dla przeciwdziałania niekorzystnym zmianom bilansu wodnego w województwie, których skutkiem może być susza, Fundusz dofinansowuje budowę obiektów małej
retencji, głównie przy współpracy z nadleśnictwami.
Dla osiągnięcia założonych efektów podejmowanych działań, najważniejsza jest ich wzajemna
spójność i właściwa koordynacja. Temu właśnie służą opracowane na różnych szczeblach dokumenty strategiczne i programowe.
W zakresie przeciwdziałania skutkom zmianom klimatu Fundusz w ubiegłych latach dofinansował opracowanie m.in. następujących dokumentów:
• Plan ochrony powietrza dla aglomeracji trójmiejskiej w województwie pomorskim
• Program ochrony powietrza dla stref: kartusko-kościerskiej i pucko-wejherowskiej oraz dla
strefy kwidzyńsko-tczewskiej
• Strategia ochrony Żuław Wiślanych przed powodzią pod nazwą „Program dla Żuław”.
W opracowaniu wykorzystano:
Monitoring, badania, edukacja
Zwalczanie skutków zmian klimatu będzie zawsze tylko „leczeniem objawów” jeżeli nie
zostanie połączone z gruntownymi badaniami i monitoringiem. Jednocześnie planowanie
jakichkolwiek działań zapobiegawczych, bądź naprawczych, musi zostać poprzedzone dokładnym rozpoznaniem problemu, aby odpowiedź była adekwatna i dokładnie dobrana do
skali problemu.
Fundusz od wielu lat wspiera działania mające na celu pogłębienie wiedzy o procesach zachodzących w środowisku, a także określających jego aktualny stan. Na szczególną uwagę zasługują
tu następujące grupy tematyczne projektów:
Ponadto Fundusz wspiera finansowo imprezy edukacyjne odywające się w ramach Bałtyckiego Festiwalu Nauki. Jest to wydarzenie o charakterze edukacyjnym, organizowane cyklicznie
raz do roku, na przełomie maja i czerwca. Festiwal składa się z wielu lokalnych imprez przygotowywanych przez uczelnie wyższe z terenu województwa pomorskiego. Głównym celem
festiwalu jest przybliżenie zagadnień związanych z tematyką prowadzonych prac naukowych
i badawczych w przystępny sposób, w myśl zasady „nauka przez zabawę”. Fundusz dofinansowuje organizację imprez popularyzujących działania służące ochronie środowiska, w tym
również z ochronie klimatu.
1. „Energia dla przyszłości; odnawialne źródła energii”, Biała Księga Komisji Europejskiej; 26 listopada 1997
2. Polityka Ekologiczna Państwa na lata 2007-2010 z uwaględnieniem perpektywy na lata 2011-2014;
Ministerstwo Środowiska, Warszawa, grudzień 2006
3. Polityka Energetyczna Polski do 2025r.; Minister Gospodarki i Pracy, Zespół do spraw Polityki Energetycznej,
4 stycznia 2005 r.
4. Program Ochrony Środowiska Województwa Pomorskiego na lata 2007- 2010 z uwzględnieniem perspektywy
2011- 2014; Zespół Wojewódzkiego Bióra Plaowania Przestrzennego w Słupsku, wrzesień 2007 r.
5. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 roku Prawo ochrony środowiska; Dz. U. z 2008r., Nr 25, poz. 150, zm. Dz. U. z 2008 r.,
Nr 111, poz. 708
6. Ustawa z dnia 29 stycznia 2004 r. Prawo zamówień publicznych; Dz. U. z 2007 r., Nr 223, poz. 1655 ze zm.
7. Ustawa z dnia 30 kwietnia 2004 r. o postępowaniu w sprawach dotyczących pomocy publicznej; Dz. U. z 2007 r.,
Nr 59, poz. 404 ze zm.
8. Ustawa z dnia 30 czerwca 2005 roku O finansach publicznych; Dz. U. Nr 249, poz. 2104 ze zm.
9. Plan ochrony powietrza dla aglomeracji trójmiejskiej w województwie pomorskim
10. Program ochrony powietrza dla stref: kartusko-kościerskiej i pucko-wejherowskiej oraz dla strefy
kwidzyńsko-tczewskiej
11. Strategia ochrony Żuław Wiślanych przed powodzią pod nazwą „Program dla Żuław”.
27
Zbigniew Kordalski, Dorota Kaulbarsz
różnorakie funkcje: od ciągów komunikacyjnych, przez tereny przemysłowe, tereny zabudowy
mieszkaniowej i usługowej, po lasy, tereny zielone i rekreacyjne (Rys. 2). Sprawia to, iż ryzyko
skutków zmian klimatycznych dotyczy bezpośrednio i pośrednio wielu przejawów funkcjonowania miasta i jego mieszkańców.
Państwowy Instytut Geologiczny
Państwowy Instytut Badawczy
Oddział Geologii Morza
Zrównoważony rozwój Gdańska i adaptacja do zmian klimatycznych
Ta publikacja nie służy temu, by rozstrzygać, czy zmiany klimatyczne wynikają z przyczyn
naturalnych, czy też są intensyfikowane poprzez działalność człowieka. Istotne jest, że są one
faktem – co uświadamiamy sobie każdego dnia. Publikacja jest próbą zwrócenia uwagi czytelników na ważki problem przystosowywania się do konsekwencji zmian klimatycznych. Nie
ulega wątpliwości, że Region Morza Bałtyckiego (BSR) jest podatny na prognozowane skutki
tych zmian. Badania naukowe wykazują istnienie tendencji wzrostowej dla średnich temperatur
oraz zmian w rozkładzie i natężeniu opadów. W obliczu zmian klimatycznych obszar ten staje
przed wyzwaniami, zróżnicowanymi zarówno w przestrzeni jak i w czasie. Powstają pytania:
jaki będzie wymagany w przyszłości poziom ochrony wybrzeży, jak radzić sobie z dotkliwymi
w skutkach powodziami lub brakiem wody, jakie są najgroźniejsze (najdotkliwsze) efekty zmian
klimatycznych w naszym regionie.
W ostatnich latach, gdy w kręgu osób zainteresowanych klimatem znaleźli się politycy oraz
przedstawiciele tzw. organizacji pozarządowych (NGO), zapotrzebowanie na wiedzę dotyczącą
zmian klimatycznych zdecydowanie wzrosło. Kolejne placówki naukowe oraz instytucje państwowe i międzynarodowe podejmują próby szacowania skutków zmian klimatycznych. Prace
takie podjął również, w ramach działań statutowych, Państwowy Instytut Geologiczny (PIG),
który z mocy prawa wypełnia zadania służby geologicznej i hydrogeologicznej.
W latach 2004-2007 Oddział Geologii Morza PIG uczestniczył w dwóch międzynarodowych
projektach realizowanych w ramach inicjatywy INTERREG IIIB/BSR, współfinansowanych
z funduszy Unii Europejskiej. Projekt SEAREG (http://www.gsf.fi/projects/seareg) przybliżył
społeczno-ekonomiczne i środowiskowe skutki zmian klimatu w regionie Morza Bałtyckiego
związane w szczególności z podnoszeniem się poziomu morza oraz zmianami odpływu z sieci
rzecznej (Staudt et al., 2005; 2006). Kontynuacją tej inicjatywy był projekt ASTRA (http://www.
astra-project.org), poruszający problematykę adaptacji do skutków zmian klimatycznych w krajach basenu Morza Bałtyckiego. Pracownicy Instytutu w Gdańsku przeanalizowali spodziewane
zmiany klimatyczne i podjęli próbę ustalenia ich wpływu na niektóre dziedziny życia mieszkańców Pomorza i strefy nadmorskiej Morza Bałtyckiego.
Gdańsk i okolice – tereny podatne na skutki zmian klimatycznych
Wynika to przede wszystkim z położenia miasta, które usytuowane jest na terenach nizinnodepresyjnych i otoczone z dwóch stron „wielką wodą”: Bałtykiem i dolnym odcinkiem Wisły
(Żuławy Gdańskie). Od zachodu z płaską powierzchnią obniżeń nadmorskich kontrastuje wysoczyzna morenowa Pojezierza Kaszubskiego. Takie położenie geomorfologiczne sprawia, że
panuje powszechny pogląd, iż Gdańsk jest najbardziej narażonym na powódź i podtopienie
miastem w Polsce.
Z uwagi na specyfikę rozpatrywanego obszaru badań (strefa brzegowa) a także z analizy dostępnej
literatury i wyników własnych badań, jako najważniejsze skutki zmian klimatycznych uznano dla
Gdańska wzrost poziomu morza oraz wzrost aktywności hydrometeorologicznej. W ostatnim stuleciu średni poziom morza w Gdańsku wzrósł o 1,5 mm/rok. Począwszy od lat 50. ubiegłego stulecia,
tempo podnoszenia się wzrosło do 5 mm/rok, a częstotliwość sztormów zwiększyła się z 11 zdarzeń
w latach 60. do 38 w latach 80. ubiegłego wieku (Dziadziuszko, Jednorał, 1996; Wróblewski, 1994).
Prognozowany dla południowo-wschodniej części Zatoki Gdańskiej, w ramach projektu SEAREG,
wzrost poziomu morza pod koniec XXI wieku wyniesie od 4 do 98 cm (Meier et al., 2004; Rys. 1).
Zakres ten nie powinien być jednak utożsamiany z prawdopodobieństwem wystąpienia, a raczej
z niepewnością w ewolucji czynników uwzględnianych w procesie modelowania zmian klimatu,
jak chociażby tempo i ścieżka rozwoju cywilizacyjnego.
Analiza scenariuszy zmian poziomu morza, a także rozkładu temperatur i opadów wskazuje
na podwyższenie ryzyka erozji brzegu oraz powodzi i podtopień w rejonie Gdańska. Przyjęto
założenie, że najbardziej narażone na powódź i podtopienie są tereny położone poniżej rzędnej
2,5 m n.p.m. Wartość tę, cytowaną już wcześniej przez innych autorów (m.in. Wróblewski,
1994), uzyskano powiększając „wysoki” scenariusz prognozowanego wzrostu poziomu morza
(~1,0 m), (Meier et al., 2004) o wartość maksymalnego wezbrania sztormowego (1,5 m). ZidenRys. 1. Wyniki modelowania zmian poziomu Bałtyku u schyłku XXI wieku w odniesieniu do średnich
tyfikowane na podstawie tego kryterium obszary wrażliwe na skutki zmian klimatu spełniają
stanów zimowych z lat 1961-1990 (za: Maier et al., 2004; zmodyfikowane)
28
Z punktu widzenia osób zajmujących się środowiskiem abiotycznym, szczególnie ważna jest
ochrona zasobów wód podziemnych – jednym z zadań państwowej służby hydrogeologicznej
jest ostrzeganie przed niebezpiecznymi zjawiskami w hydrosferze, a w szczególności przed
zagrożeniami stref zasilania i poboru wód podziemnych. Zjawiskami takimi są przede wszystkim
powodzie, podtopienia oraz ingresje słonych wód morskich do użytkowych poziomów wodonośnych. Zagadnienia te szczególnego wymiaru nabierają w kontekście postępujących zmian
klimatycznych i skutków, jakie zmiany te niosą ze sobą.
Strategie i działania ułatwiające adaptację do zmian klimatycznych –
planowanie przestrzenne
Zminimalizowanie strat związanych z efektami zmian klimatu uzależnione będzie od przyjęcia
postawy przystosowawczej i wprowadzenie do procesów decyzyjnych działań adaptacyjnych,
których nie należy traktować jako odrębny, wydzielony problem. Wielorakie działania powinny
być weryfikowane pod kątem uwzględniania zagadnień klimatycznych. Szczególnie ważną w tej
mierze dziedziną jest planowanie przestrzenne.
Planiści kreują przestrzeń uwzględniając różnego typu uwarunkowania, m.in. socjoekonomiczne
i środowiskowe. Konieczność rozpatrywania zagadnień adaptacji do prognozowanych zmian
klimatu powinna być prowadzona właśnie w tym kontekście. Korzyści i straty dla budownictwa
i infrastruktury wynikające z następujących i prognozowanych zmian klimatu należy analizować
pod kątem tych zmian powinny być prowadzone na etapie opracowywania miejscowych planów
zagospodarowania przestrzennego.
Przytoczone wcześniej projekty (SEAREG i ASTRA) w swej istocie dotyczyły efektów zmian
klimatu na poziomie lokalnym i regionalnym oraz strategii i działań ułatwiających adaptację
do tych zmian w obszarze planowania przestrzennego. Polski obszar badań obejmował rejon
miasta Gdańska. W efekcie, na drodze konsultacji specjalistycznych oraz warsztatów z lokalnymi
decydentami, zostały wypracowane rekomendacje dotyczące postaw i uczestników procesu
przystosowawczego do skutków zmian klimatu (Hilpert et al., 2007).
Projekt ASTRA, obok szacowania skutków zmian klimatycznych, miał również na celu rozpoznanie istniejących w regionie Morza Bałtyckiego inicjatyw krajowych i programów sektorowych,
podejmujących problem adaptacji do skutków zmian klimatu. W Polsce przykładem uwzględnienia prognozowanych zagrożeń w procesie decyzyjnym jest wypracowana przez Instytut Morski,
przy udziale Urzędu Morskiego, Strategia ochrony brzegów morskich (Dubrawski, ZawadzkaKahlau, 2006; Cieślak, 2000) i przyjęta na jej podstawie przez Sejm RP ustawa o ustanowieniu
wieloletniego programu ochrony brzegów morskich, umożliwiająca przeciwdziałanie pierwszemu stadium wzrostu poziomu morza (Dz. U., nr 67, poz. 621 z 2003 r.). Jak dotąd jest to jedyny
w kraju przykład polityki adaptacyjnej uwzględniającej scenariusze zmian klimatycznych.
Ochrona wód podziemnych w strefie brzegowej Bałtyku
Według Ramowej Dyrektywy Wodnej (RDW, 2000) „woda nie jest produktem handlowym,
takim jak każdy inny, ale raczej dziedziczonym dobrem, które musi być chronione, bronione
i traktowane jako takie”. Działania techniczne na brzegu morskim prawie zawsze łączą się
z ochroną dóbr materialnych znajdujących się na zagrożonych obszarach zaplecza, rzadziej
Rys. 2. Przykład analizy uwzględniającej scenariusze zmian poziomu morza na tle planowanego
zagospodarowania przestrzennego miasta Gdańska.
wartości dziedzictwa przyrodniczego. Wraz z zagrożeniem skutkami zmian klimatycznych ujęć
i zbiorników wód podziemnych ochrona brzegów morskich (działania adaptacyjne) nabiera
szerszego, społeczno-ekonomicznego wymiaru.
Warunki występowania i krążenia wód na obszarach nadmorskich wykazują specyficzne cechy
odróżniające je od innych regionów hydrogeologicznych. Morze stanowi bowiem obszar drenażu dla wszystkich pięter wodonośnych i systemów przepływu wód (Kryza et al., 2005). Ponadto
wzdłuż linii brzegowej, następuje kontakt słonych wód morskich ze słodkimi podziemnymi.
Wody te pozostają w stanie naturalnej równowagi, której naruszenie przynosi szybkie i niepożądane efekty objawiające się wzrostem zasolenia wód podziemnych i w konsekwencji degradacją
ich zasobów. Podstawowym czynnikiem kształtującym reżim hydrogeologiczny w strefie brze-
29
gowej są powierzchniowe stosunki wodne: stany wód morza, rzek i jezior, nasilenie odpływu
podziemnego oraz czynniki klimatyczne w postaci opadów, temperatury i parowania. Z punktu
widzenia hydrodynamiki wód podziemnych najważniejsza jest amplituda wahań stanów wód
morza związana z cyklem rocznym (Pietrucień, 1983) a także związana z podnoszeniem się
poziomu morza spowodowanym globalnymi zmianami klimatycznymi.
Sytuacja ta może ulec zmianie w obliczu wzrostu aktywności hydrometeorologicznej będącej
następstwem zmian klimatycznych.
Bezpieczeństwo zaplecza strefy brzegowej w sytuacjach ekstremalnych zależy bezpośrednio
od jej rozwinięcia i od ilości osadów zakumulowanych w wydmach i plażach oraz w aktywnej
strefie przybrzeża. Rodzaj wybrzeża warunkuje jego odporność na abrazję. Najważniejszym
elementem zabezpieczenia zaplecza przed powodzią morską jest stan wydm nadbrzeżnych
– są najbardziej narażone na atak wezbrań sztormowych (Dubrawski, Zawadzka-Kahlau,
2006). W sytuacjach przerwania wydmy może nastąpić zalanie lub podtopienie zaplecza,
w tym ujęć wód podziemnych. Wynika z tego, że obecnie, w warunkach postępujących
zmian klimatycznych, słone wody mogą degradować zasoby wód słodkich nie tylko lateralnie
ale również poprzez infiltrację wód zalewowych na terenach ujęć (po uprzednim przerwaniu
przez te wody bariery wydm).
Zagrożenia dla wód podziemnych w Gdańsku
Wody podziemne, z uwagi na dostępność i powszechność ich wykorzystania, odgrywają szczególną rolę w procesie szacowania skutków zmian klimatu w Gdańsku i jego okolicach. Bazuje na
nich system zaopatrzenia miasta w wodę do picia i na potrzeby przemysłowe. Roczna produkcja
wynosi około 18 mln. M szesć., co stanowi ponad 70 procent całkowitej konsumpcji wody
w Gdańsku. Pozostała część pokrywana jest z ujęcia wód powierzchniowych w Straszynie.
Aby wstępnie oszacować naturalną podatność wód podziemnych na skutki zmian klimatycznych
(ryzyko degradacji użytkowych poziomów wodonośnych) wykorzystano zmodyfikowaną metodę rangową (indeksacji parametrów) DRASTIC (Aller et al., 1997). Podatność na zanieczyszczenia
rozumiana jest w tym przypadku jako naturalna właściwość systemu wodonośnego, zależna
od jego wrażliwości na naturalne lub sztuczne oddziaływanie. Określa ona ryzyko migracji
substancji zanieczyszczających z powierzchni terenu do poziomu wodonośnego. Podatność
naturalna wynika wyłącznie z warunków geologicznych i hydrogeologicznych (warunki zasilania, przepływu, właściwości utworów decydujących o stopniu izolacji wód podziemnych itp.).
Opis zastosowanej metody zaprezentowano na mapie Skutki zmian klimatu w rejonie Gdańska
(Kordalski et al., 2007a). Zastosowana modyfikacja metody polegała na tym, że poza czynnikami
determinującymi naturalną podatność wód podziemnych, uwzględniała także ryzyko niekorzystnych zjawisk w hydrosferze związanych ze zmianami klimatycznymi. Analizie poddano
nizinną część miasta – do rzędnej 20 m n.p.m.
Rys. 3. Podatność wód podziemnych na zanieczyszczenia
Zmiany stanów wód morskich odgrywają decydującą rolę w formowaniu warunków odpływu
podziemnego. Każda zmiana poziomu morza odbija się w stanach wód podziemnych, szczególnie
tych płytko występujących. Wezbrania morza powodują zmniejszenie spadku zwierciadła wód
gruntowych i w konsekwencji ograniczenie odpływu podziemnego. Spiętrzenie wód morskich,
a także wód przybrzeżnych jezior, może także doprowadzić do zalewania przyległych obszarów
lądowych. Zmiany stanów morza nie wpływają jedynie na dynamikę wód podziemnych, mogą
mieć również wpływ na ich jakość. Wysokie stany Bałtyku w połączeniu z wezbraniami sztormowymi niosą ryzyko ingresji wód słonych do użytkowych poziomów wodonośnych. Zjawisko
to wiąże się zawsze z naruszeniem naturalnej równowagi między wodami słodkimi i słonymi
i nie dotyczy tylko obszarów bezpośredniej strefy brzegowej ale także jej zaplecza. Dotychczasowe incydenty ingresji wód słonych, które zubażały zasoby ujęć przymorskich, wiązały się ze
zbyt intensywną eksploatacją zaburzającą stan równowagi między wodami morskimi i słodkimi.
30
Z analizy mapy (Rys. 3) wynika, że na obszarze tarasu nadmorskiego i Żuław Wiślanych przeważa wysoka i bardzo wysoka podatność, a w bezpośrednim sąsiedztwie Morza Bałtyckiego
podatność wód podziemnych wzrasta do ekstremalnie wysokiej. Jedynie na terenach przyległych do strefy krawędziowej Pojezierza Kaszubskiego naturalna wrażliwość wód podziemnych
na zanieczyszczenia przyjmuje klasę średnią i niską. Wysokie wartości indeksu podatności
wynikają z lokalizacji obszaru badań (teren nizinno-depresyjny), a także warunków występowania i hydrodynamiki rozpatrywanego poziomu wodonośnego. Wody podziemne występują
płytko pod powierzchnią terenu, natomiast na powierzchni przeważają utwory piaszczyste
i piaszczysto-żwirowe. Sytuacja ta sprzyja wzmożonej infiltracji wód opadowych co podnosi
zasobność wód podziemnych. Skutkiem tego warstwy wodonośne nie są jednak izolowane od
zagrożeń antropogenicznych. Dodatkowym czynnikiem zagrażającym wodom podziemnym jest
sąsiedztwo słonych wód Zatoki Gdańskiej i kanałów portowych, które mogą migrować do ujmowanych warstw wodonośnych w przypadku zachwiania równowagi hydrodynamicznej systemu
wodonośnego, a także w wyniku bezpośrednich wlewów wód morskich na tereny ujęć.
Podsumowanie
1. Niniejsza publikacja jedynie sygnalizuje problem, jakim są zmiany klimatyczne i ich efekty
w skali miasta. W sposób wybiórczy zidentyfikowaliśmy dziedziny zagrożone prognozowanymi skutkami zmian klimatu. Na tym etapie do dyskusji powinni włączyć się specjaliści innych
dziedzin, zwykli obywatele i władze samorządowe, gdyż adaptacja to zagadnienie przekrojowe – musi zostać podjęte przez całe społeczeństwo. Kluczową rolę w podejmowaniu
złożonego problemu adaptacji do zmian klimatycznych odgrywają jednak władze publiczne.
Ich działania informacyjne zwiększają poziom świadomości społecznej a zachęty finansowe
lub przepisy mogą wzmóc działania ze strony jednostek prywatnych i publicznych. Należy
wspierać odpowiedzialność i samodzielność w działaniu, aby połączyć podejście odgórne
i oddolne w intensyfikacji procesu adaptacji do zmian klimatycznych. Wartościowe mogą się
okazać ustalenia wypracowane w trakcie realizacji projektów SEAREG i ASTRA, do zapoznania
z którymi zachęcamy.
2. Doświadczenia wyniesione ze zdarzeń ekstremalnych, występujących w ostatnich latach
w całym Regionie Morza Bałtyckiego a szczególnie w Gdańsku mogą, pomóc w rozpoznaniu
ryzyka, jakie niosą ze sobą efekty zmian klimatycznych, a także sposobów jego opanowania.
Przeszłe zdarzenia ekstremalne są dobrym punktem wyjścia dla rozważań nad lokalnymi
potrzebami adaptacyjnymi. Przewidywanie ryzyka, już na etapie strategii oraz planowania,
jest uzasadnione zarówno z ekonomicznego, jak i społecznego punktu widzenia. Prawdopodobny jest scenariusz, w którym przewidywane efekty zmian klimatycznych będą odczuwalne przez gdańszczan na wielu płaszczyznach ich aktywności a morze, które odgrywało
i odgrywa ogromną rolę dla powstania i rozwoju Gdańska, stanie się źródłem poważnych
problemów.
3. Gdańsk jest miastem podatnym na skutki zmian klimatycznych, szczególnie w kontekście
zaopatrzenia mieszkańców wodę do picia i potrzeby gospodarcze. Przy postępujących zmianach klimatycznych, słone wody mogą degradować zasoby wód słodkich nie tylko lateralnie
ale również poprzez infiltrację wód zalewowych na terenach ujęć (po uprzednim przerwaniu
przez te wody bariery wydm). Sytuacji tej sprzyja fakt, że wody podziemne występują
płytko pod powierzchnią terenu, natomiast na powierzchni przeważają utwory piaszczyste
i piaszczysto-żwirowe. Niezbędne jest opracowanie planów awaryjnych na wypadek zjawisk
ekstremalnych będących konsekwencją zmian klimatycznych. Dla największych użytkowników ujęć służących zbiorowemu zaopatrzeniu w wodę należy wyznaczyć ujęcia rezerwowe
zlokalizowane poza strefą zagrożoną podtopieniem, powodzią i ingresją. Użytkownik ujęcia
wytypowanego jako zagrożone powinien posiadać plan postępowania w przypadku wystąpienia zjawiska ekstremalnego.
4. Mapa drogowa na kolejne lata: po pierwsze, opierając się na konkretnych scenariuszach
zmian klimatycznych, należy zidentyfikować wszystkie niebezpieczeństwa z nimi
związane – potrzebna jest konkretna wiedza dostarczona przez zaufane źródło np.
dokumenty IPCC, wyniki badawczych projektów międzynarodowych (np. SEAREG),
ekspertyzy i opinie. Ta informacja powinna uświadomić nam potrzebę działania, czyli
obudzić naszą świadomość (był to jeden z głównych celów projektu ASTRA). Na końcu
tej ścieżki znajdują się konkretne działania adaptacyjne. Jakie są przeszkody w tak
sformułowanym schemacie postępowania: po pierwsze niepewności związane ze scenariuszami klimatycznymi – są one najczęściej przyczyną niepoważnego traktowania
ekspertów przez władze publiczne i społeczeństwo, po drugie nieznane, ale na pewno
wysokie, koszty działań adaptacyjnych.
Wykorzystane materiały
1. Aller L. at al., 1987 – DRASTIC: A standardized system for evaluating groundwater pollution potential using
hydrogeologic settings. U.S. EPA Report 600/2-85/018.
2. Cieślak A., 2000 – Podstawy przyrodnicze, techniczne i organizacyjno-prawne oraz przedsięwzięcia strategii ochrony
brzegów morskich. Synteza pracy wykonanej w ramach projektu celowego: „Strategia ochrony brzegów morskich,
Nr 9T 12C 069 97 C/3636/”. Instytut Morski, Gdańsk.
3. Cyberski J. (red.), 2003 – Powódź w Gdańsku 2001. Gdańskie Towarzystwo Naukowe, Gdańsk.
4. Dubrawski R., Zawadzka-Kahlau E. (red.), 2006 – Przyszłość ochrony brzegów morskich. Instytut Morski, Gdańsk.
5. RDW, 2000 – Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca
ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej (Ramowa Dyrektywa Wodna).
6. Dziadziuszko Z., Jednorał T., 1996 – Zagrożenia powodziowe powodowane spiętrzeniami sztormowymi u brzegów
Bałtyku i Zalewu Wiślanego. Wiadomości Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, 19 (40), 3: 123-133.
7. Hilpert K., Mannke F., Schmidt-Thomé P. (red.), 2007 – Towards Climate Change Adaptation in the Baltic Sea Region.
Geological Survey of Finland, Espoo.
8. Kaulbarsz D., Kordalski Z., Jegliński W. – Climate change impact in the Gdansk region – vulnerability of water system
and spatial planning. 3rd International ASTRA Conference Climate Change and Waters, 10 – 12 maja 2007, Ryga
9. Kordalski Z., Jegliński W., Kaulbarsz D., 2007a – Mapa: Skutki zmian klimatu w rejonie Gdańska. Państwowy Instytut
Geologiczny, Gdańsk.
10. Kordalski Z., Kaulbarsz D., Lidzbarski M., Uścinowicz Sz., 2007b – Klimat zmienia się na naszych oczach. Pomerania
12/2007: 3-7.
11. Kordalski Z., Lidzbarski M., 2008 – Identyfikacja ujęć i zbiorników wód podziemnych w strefie brzegowej Bałtyku
zagrożonych skutkami obecnych i prognozowanych zmian klimatu. Arch. Oddziału Geologii Morza Państwowego
Instytutu Geologicznego, Gdańsk.
12. Kordalski Z., Lidzbarski M., 2009 – Wody podziemne Gdańska. Folder. Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział
Geologii Morza, Gdańsk.
13. Kryza J. et al., 2005 – Dokumentacja hydrogeologiczna określająca warunki bezpośredniego odpływu podziemnego
do akwenu bałtyckiego wraz z analizą możliwości zagospodarowania i ochrony wód podziemnych. Integrated
Management Services Sp. z o.o.; Aquator Sp. z o.o., Wrocław.
14. Lidzbarski et al., 2008 – Ocena możliwości i ograniczeń lokalizowania inwestycji (w tym obiektów wysokościowych)
w strefie pośredniej ujęcia wód podziemnych „Czarny Dwór” i „Zaspa”, a zwłaszcza na obszarze o zaostrzonych
warunkach ochrony. Arch. Oddziału Geologii Morza Państwowego Instytutu Geologicznego, Gdańsk.
15. Meier H.E.M., Broman B., Kjellström E., 2004 – Simulated sea level in past and future climates of the Baltic Sea.
Climate Research, 27: 59-75.
16. Pietrucień Cz., 1983 – Regionalne zróżnicowanie warunków dynamicznych i hydrochemicznych wód podziemnych
w strefie brzegowej południowego i wschodniego Bałtyku. UMK, Toruń.
17. Projekt Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego miasta Gdańska
(stan na kwiecień 2007). Biuro Rozwoju Gdańska.
18. Rotnicki K., Borówka R.K., Devine N., 1995 – Accelerated Sea Level Rise as a Threat to the Polish Coastal Zone –
Quantification of Risk. W: Polish Coast: Past, Present and Future. Journal of Coastal Research. Poznań, Poland,
pp. 111-135.
19. Staudt M., Kordalski Z., 2005 – Future sea level change: a transboundary problem in the Baltic Sea Region? – SEAREG
case study area Gdansk. Polish Geological Institute Special Papers. Proceedings of the Conference “Hydrogeological
transboundary problems. West and East European Bridge” 18: 86-92.
20. Staudt M., Kordalski Z., Zmuda J., 2006 – Assessment of modelled sea level rise impacts in the Gdańsk Region, Poland.
W: Sea Level Change Affecting the Spatial Development in the Baltic Sea Region (P. Schmidt-Thomé, ed.), Geological
Survey of Finland. Special Paper 42.
21. Talockaite E., 2006 – How to adapt to climate change? A dialogue-oriented step towards adaptation strategies
for the Baltic Sea Region. ASTRA Stakeholder Workshop, Gdansk, 26 October 2006, summary report.
22. Ustawa z dn. 28 marca 2003 r. o ustanowieniu programu wieloletniego „Program ochrony brzegów morskich”
(Dz. U. Nr 67, poz. 621).
23. Wróblewski, A., 1994 – Analysis and long-term forecast of sea-levels along the Polish Baltic Sea coast. Part II.
Annual mean sea-levels - forecast to the year 2100. Oceanologia, 36: 107-120.
24. Zeidler R. (red.), 1992 – Assessment of the Vulnerability of Poland’s Coastal Areas To Sea Level Rise. Case Study Report.
IBW PAN Gdańsk (Poland), Frederic R. Harris B.V., Hague (Holland).
25. Zeidler R., 1995 – Vulnerability of Poland’s Coastal Areas To Sea Level Rise. W: Polish Coast: Past, Present and Future.
Journal of Coastal Research. Poznań, Poland, pp. 99-109.
31
depozycja
Jan Hupka, Adriana Zaleska
6
Katedra Technologii Chemicznej
Wydział Chemiczny
Politechnika Gdańska
ATMOSFERA
parowanie
aerozole
HYDROSFERA
depozycja
1. Wprowadzenie
W myśl definicji Światowej Organizacji Zdrowia powietrze zanieczyszczone to takie, którego
skład chemiczny może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt a także na
inne elementy środowiska - jak woda i gleba. Zanieczyszczenia powietrza mogą być pochodzenia zarówno naturalnego jak i antropogenicznego. Główne grupy zanieczyszczeń oraz ich
źródła przedstawiono schematycznie na Rys. 1. Głównym źródłem zanieczyszczeń atmosfery
są procesy spalania paliw kopalnych, procesy przemysłowe oraz przemysł transportowy. Podczas spalania paliw kopalnych do atmosfery emitowane są tlenki węgla, tlenki azotu, dwutlenek siarki, pyły węglowe a także popioły lotne. Procesy spalania mogą być również źródłem
emisji metali ciężkich, pierwiastków promieniotwórczych a także rakotwórczych dioksyn,
furanów i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). W procesach przemysłowych do atmosfery może być emitowane szerokie spektrum związków – organicznych
jak i nieorganicznych w postaci gazów, par, aerozoli lub pyłów. Transport drogowy powoduje między innymi emisję CO2, NOx, SO2, CO, WWA, benzenu, ołowiu, dioksan, oraz pyłu
gumowego. Przestrzenny rozkład emisji zanieczyszczeń jest nierównomierny – największy
na obszarach zurbanizowanych oraz uprzemysłowionych. W przypadku transportu drogowego zanieczyszczenia są rozprzestrzeniane w dużych stężeniach na niskich wysokościach
i najczęściej w bezpośrednim sąsiedztwie ludzi. W wyniku transportu zanieczyszczeń w środowisku wtórnym źródłem zanieczyszczeń atmosfery mogą być substancje rozpuszczone lub
zawieszone w wodach, odpady stałe w postaci hałd i składowisk, czy substancje stanowiące
zanieczyszczenia gleby. Transport zanieczyszczeń pomiędzy poszczególnymi komponentami
środowiska schematycznie przedstawiono na Rys. 2.
32
Ochrona atmosfery może być realizowana poprzez unieszkodliwianie zanieczyszczeń
u źródła lub na wylocie. Jest to strategia reaktywnej ochrony środowiska (tzw. technologie
„końca rury”) polegająca na zbieraniu oraz unieszkodliwianiu zanieczyszczeń i odpadów
po zakończeniu procesu produkcyjnego. Natomiast najnowsze podejście (strategia aktywnej ochrony środowiska) obejmuje zapobieganie zanieczyszczeniom oraz minimalizację
ilości powstających odpadów poprzez usprawnianie procesów produkcyjnych. Działania te
są realizowane poprzez odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie użytecznych produktów
ubocznych oraz unikanie zbędnego oczyszczania poprzez zmiany w surowcach i materiałach (np. zastosowanie surowców o niższej toksyczności) czy poprzez zmiany w samej
technologii.Rysunek 2. Schemat transportu zanieczyszczeń pomiędzy poszczególnymi komponentami środowiska
chemiczna
klasyfikacja
zanieczyszczeń
źródła
zanieczyszczeń
naturalne
klęski żywiołowe
antropogeniczne
organiczne
depozycja
parowanie
pyły
wymywanie
LITOSFERA
nieorganiczne
2. Mechanizm degradacji zanieczyszczeń w obecności TiO2
(pożary, powodzie, trzęsienia ziemi, huragany,
erupcje wulkanów
spalanie paliw
kopalnych
rozpuszczalniki
NOx, SO2, CO2, CO
erozja (wodna
i wiatrowa)
procesy
przemysłowe
substancje ropowochodne
metale ciężkie
transport
dioksyny / furany
pierwiastki
promieniotwórcze
pestycydy
organiczne
wielopierścieniowe
węglowodory
aromatyczne (WWA)
Rysunek 1. Klasyfikacja zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery: (a) na podstawie źródeł oraz
(b) klasyfikacja chemiczna
Nie zawsze jednak jest możliwe zapobieganie emisji zanieczyszczeń do środowiska w tym
do atmosfery. Stąd też ciągły rozwój nowoczesnych technologii pozwalających na usuwanie zanieczyszczeń bądź na konwersje ich do substancji użytecznych. Jedną z dostępnych
technologii jest fotokataliza heterogeniczna w obecności tlenku tytanu (IV). W artykule
omówione zostaną możliwości wykorzystania fotokatalizy heterogenicznej do usuwania
tlenków azotu, tlenku siarki, lotnych związków organicznych (VOCs) a także do fotokonwersji
CO2 do lekkich węglowodorów.
Ti
HO
Ti
7
Zastosowanie najnowszych technik i technologii w ograniczaniu emisji
Wykorzystanie katalizy heterogenicznej nabiera obecnie coraz większego znaczenia w technologiach ochrony środowiska. Między innymi wykazano możliwość zastosowania TiO2 do
całkowitego niszczenia substancji organicznych w zanieczyszczonym powietrzu i w ściekach
oraz w procesach samooczyszczania powierzchni (dodatek TiO2 jest stosowany do impregnacji
białych tkanin, jako dodatek do farb do malowania budynków, do modyfikacji powierzchni
szklanych oraz luster) [1-2].
Większość danych na temat reakcji fotokatalitycznych z zastosowaniem zawiesin półprzewodników dotyczy tlenków metali (TiO2, ZnO, SnO2, WO3) oraz siarczków, selenków i tellurków metali
(CdS, ZnS, CdSe, CdTe) [2]. Podczas naświetlania półprzewodnika promieniowaniem o dostatecznej
energii (większej od szerokości pasma wzbronionego danego półprzewodnika), foton (hν) może
spowodować przeniesienie elektronu (eˉ) z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa, zostawiając lukę elektronową (dziurę - h+) w paśmie walencyjnym. Minimalna energia dla TiO2, która
jest potrzebna do wzbudzenia elektronu i w konsekwencji do wygenerowania dziury w paśmie
walencyjnym (Eg) ma wartość około 3,2 eV, co odpowiada kwantowi promieniowania o długości
fali 388 nm. TiO2 może więc być aktywowany w zakresie promieniowania UVA (300-388 nm) [2].
Z przebadanych półprzewodników TiO2 wykazał najwyższą aktywność w reakcji fotokatalizy.
Co więcej, tlenek tytanu (IV) charakteryzuje się wieloma zaletami, takimi jak: relatywnie
niska cena, wysoka stabilność chemiczna oraz wysoki potencjał utleniający fotogenerowanych dziur. Potencjał redoks fotogenerowanych dziur wynosi +2,53 V w stosunku do
standardowej elektrody wodorowej (SHE) w roztworze o pH 7. W reakcji fotogenerowanych
dziur z cząsteczkami wody mogą powstawać rodniki hydroksylowe (OH), których potencjał
utleniający jest tylko nieznacznie niższy, jakkolwiek w obydwu przypadkach wyższy od
potencjału utleniającego ozonu. Potencjał redoks elektronów pasma przewodzenia wynosi
-0,52 V, co jest wystarczające do redukcji cząsteczki tlenu do O2ˉ lub do H2O2. W zależności
od panujących warunków, dziury (h+), rodniki OH, O2ˉ, H2O2 lub O2 odgrywają zasadniczą rolę
w mechanizmie reakcji fotokatalitycznej [2]. Schematyczny mechanizm oraz kolejne etapy
reakcji fotokatalitycznej przedstawiono na Rys. 3.
e2
4
1
h+
3
Ox
OxRed+
Red
5
CO2, CI-, H+, H2O
Rysunek 3. Mechanizm oraz etapy procesu fotoelektrochemicznego na podstawie [2]: (1) powstawanie nośników ładunków po pochłonięciu fotonu światła, (2) rekombinacja nośników ładunków
z wytworzeniem energii cieplnej, (3) zainicjowanie cyklu utleniającego poprzez dziury w paśmie
walencyjnym, (4) zainicjowanie cyklu redukcyjnego poprzez elektrony z pasma przewodzenia, (5)
reakcje następcze termiczne (np. hydroliza lub reakcja z aktywnymi formami tlenu) i fotokatalityczne prowadzące do produktów mineralizacji (6) pułapkowanie elektronów z pasma przewodzenia
poprzez wiązania powierzchniowe prowadzące do utworzenia Ti(III), (7) uwięzienie dziur z pasma
walencyjnego poprzez powierzchniowe grupy tytanolowe
Najintensywniejsze badania w dziedzinie fotokatalizy heterogenicznej z wykorzystaniem TiO2
prowadzone są w Japonii. Stąd też, właśnie w Japonii, w połowie lat 90. rozpoczęła się komercjalizacja produktów wykorzystujących fotokatalityczne właściwości TiO2. Fotokatalityczne
właściwości tlenku tytanu (IV) są wykorzystywane do degradacji związków organicznych,
nieorganicznych, usuwania odorów z zamkniętych przestrzeni, niszczenia bakterii w obecności
promieniowania UV o słabym natężeniu oraz w powierzchniach samoczyszczących [1]. Podejmowane są również próby fotokatalitycznego rozkładu wody [3] oraz fotokonwersji CO2 [4] do
metanu w obecności TiO2
Poważnym ograniczeniem zastosowania TiO2 na szeroką skalę jest zakres promieniowania
niezbędny do wzbudzenia fotokatalizatora. Tlenek tytanu(IV) absorbuje prawie wyłącznie promieniowanie UV, dlatego w procesie fotokatalizy wykorzystać można zaledwie od 3 do 5 procent
promieniowania słonecznego. W związku z tym, większość prac prowadzonych na świecie
w ostatnich latach, ukierunkowana jest na modyfikację TiO2, celem uzyskania fotokatalizatora
aktywowanego światłem widzialnym, co znacząco rozszerzyłoby możliwości aplikacyjne fotokatalizy heterogenicznej w ochronie środowiska, przez wykorzystanie głównej części spektrum
światła słonecznego lub zastosowanie źródła światła o mniejszym natężeniu promieniowania.
Fotokatalizatory na bazie TiO2, o podwyższonej aktywności w UV lub aktywne pod wpływem
światła widzialnego można m.in. otrzymać poprzez dodatek jonów metali przejściowych (Cr,
Mn, Mo, Nb, V, Fe, Ru, Au), przygotowanie zredukowanej formy TiO2-x, sensybilizację TiO2 za
pomocą barwników, sensybilizację TiO2 za pomocą półprzewodników o mniejszej szerokości
pasma wzbronionego Eg oraz domieszkowanie niemetalami (N, S, C, B, P, F) [5].
3. Usuwanie VOC, tlenków azotu i siarki z powietrza
W Japonii wykorzystywane są dwa systemy usuwania tlenków azotu i siarki za pomocą TiO2: (1)
pasywne oraz (2) aktywne systemy usuwania NOx i SO2. W pasywnych systemach tlenek tytanu
(IV) jest osadzany na powierzchni barier dźwiękochłonnych umieszczonych przy drogach szybkiego ruchu – czyli tam gdzie stężenie NOx i SO2 jest szczególnie wysokie. Tlenki azotu i siarki
ulegają adsorpcji na powierzchni TiO2 i następnie pod wpływem promieniowania słonecznego
ulegają utlenianiu do NO3- oraz SO42-. Produkty fotoutleniania są spłukiwane z powierzchni TiO2
przez opady atmosferyczne i zbierane do systemów kanalizacji. Aktywne systemy są wykorzystywane do oczyszczania powietrza w tunelach. W istniejących układach wentylacyjnych
33
umieszczane jest złoże o rozwiniętej powierzchni pokryte warstwą TiO2 (kształtki o rozwiniętej
powierzchni lub porowate elementy ceramiczne). Podobnie jak w układach pasywnych, lotne
zanieczyszczenia znajdujące się w fazie gazowej ulęgają adsorpcji na powierzchni TiO2 i następnie fotodegradacji pod wpływem promieniowania UV. Jako źródło promieniowania stosuje się
lampy emitujące promieniowanie UV. Na Rys. 4 przedstawiono schemat degradacji zanieczyszczeń na powierzchni gładkiej oraz złożu porowatym pokrytym TiO2.
NO2, SO2, VOCS
UV / V
IS
a)
bakterie
bakterie na
powierzchni
oczyszczone
powietrze
nanocząstki
TiO2
warstwa TiO2
4. Fotokonwersja CO2
W ostatnich latach znacznie wzrosła emisja tlenku węgla (IV) do atmosfery. Produkcja CO2
w procesach przemysłowych (spalanie paliw kopalnych) i inne czynniki aktywności człowieka,
spowodowały, że poziom naturalnej równowagi między wytwarzaniem tlenku węgla (IV), a pochłanianiem go przez rośliny i wody został zaburzony. Proces ten przyczynia się bezpośrednio
do podwyższenia temperatury ziemi, czyli do tzw. „efektu cieplarnianego”. Według prognoz
zużycie energii w przeciągu następnych 30 lat zwiększy się ponad dwukrotnie, co wobec braku
alternatyw dla tradycyjnych źródeł wytwarzania energii będzie powodować zwiększenie emisji
CO2 do atmosfery. Szacuje się, że do roku 2030 globalna emisja CO2 zwiększy się do poziomu około 40 miliardów ton rocznie, co jest ilością ponad dwukrotnie większą w porównaniu z rokiem
1990. W tym odniesieniu, ograniczenie emisji tlenku węgla (IV) do atmosfery jest jednym z priorytetowych zadań realizowanych w programach ochrony środowiska w Unii Europejskiej oraz na
świecie. Prowadzone są intensywne prace dotyczące technologii recyklingu CO2, redukcji emisji
CO2 oraz nad procesami sekwestracji CO2. Bazą prawną dla realizacji badań w tej dziedzinie może
być protokół z Kioto, w którym państwa ratyfikujące to postanowienie w 1997 roku zobowiązały
się do redukcji emisji w latach 2008-2012, średnio o 5,2 procent względem roku bazowego 1990.
Unia Europejska zobowiązała się do ograniczenia emisji średnio o 8 procent, natomiast Polska o 6
procent względem przyjętego roku bazowego 1988 (477 594 Mt) [Dz.U.05.203.1684]. Dodatkowym czynnikiem mającym w przyszłości zachęcić do wdrażania nowych technologii mających
na celu redukcje emisji CO2 jest wprowadzony z początkiem 2005 roku w Unii Europejskiej handel
emisjami (m.in. Cap-and-Trade).
Jedną z alternatywnych metod wykorzystania CO2 – i tym samym usuwania go z powietrza - jest
jego fotochemiczna konwersja na powierzchni TiO2 do lekkich węglowodorów, w tym głównie
do metanu. Proponowany jest następujący mechanizm fotokonwersji CO2 [6]:
b)
UV / V
IS
(a) aktywacja powierzchni fotokatalizatora światłem – generowanie elektronów (e-) i dziur
(h+)
VOC
fotokatalizator + hν h+ + e-
NOx, SO2
(b) produkcja rodników wodorowych i anionorodników tlenku węgla (IV) – podstawowe czynniki warunkujące proces fotoredukcji CO2:
2H2O + 4h+  O2 + 4H+
H+ + e-  H•
TiO2 osadzony
na warstwie porowatej
oczyszczony
strumień powietrza
CO2 + e-  CO2(c) redukcja tlenku węgla(IV)
CO2 + 2H+ + 2e-  CO + H2O
Rysunek 4. Schemat fotodegradacji zanieczyszczeń gazowych: a) na powierzchni gładkiej pokrytej
TiO2 oraz b) na złożach porowatych pokrytych TiO2
Na powierzchni TiO2 mogą jednocześnie być usuwane lotne związki organiczne, tlenki azotu
i siarki oraz mikroorganizmy znajdujące się w powietrzu. Efektywność usuwania zanieczyszczeń będzie zależała od ich stężenia w powietrzu, natężenie promieniowania UV-Vis oraz od
właściwości TiO2 takich jak struktura krystaliczna, powierzchnia właściwa, obecność defektów
powierzchniowych, ilość i charakter chemiczny domieszki.
34
CO2 + 2H+ + 2e-  HCOOH
CO2 + 8H+ + 8e-  CH4 + 2H2O
CO2 + 6H+ + 6e-  CH3OH + H2O
W przypadku TiO2, cząsteczki CO2 i H2O reagują również z fotowzbudzonymi (Ti3+-O¯)*. Konkurencyjnie do procesu fotoredukcji CO2 formuje się wodór oraz nadtlenek wodoru[6]:
4H + 4e  2H2
+
-
O2 + 2H+ + 2e-  H2O2
Wstępne badania laboratoryjne wykazały, że możliwa jest fotoredukcja CO2 w obecności pary
wodnej w fazie gazowej oraz w wodnej zawiesinie TiO2 nasyconej CO2.
Yamashita i in. zaproponowali metodę konwersji CO2 w obecności zawiesiny TiO2 [7]. Zbadano
wpływ stosunku H2O do CO2. Stwierdzono, że wzrost stosunku H2O/CO2 powoduje wzrost aktywności fotokatalitycznej, jakkolwiek nadmierna ilość H2O spowalnia jednak szybkość reakcji.
Stwierdzono również, że efektywność reakcji zależy od rodzaju nośnika, na którym osadzono
TiO2. Wykazano, że proces prowadził głównie do otrzymania CH4 i CH3OH oraz śladowych ilości
C2H4 i C2H6, a na wydajność procesu wpływa rodzaj stosowanego katalizatora, stosunek molowy
CO2/H2O oraz temperatura reakcji.
Wpływ ciśnienia na efektywność reakcji fotokonwersji CO2 został przebadany przez Kaneco i in.
[8]. Zauważono, że w zakresie ciśnień od 0 do 2,5 MPa CO2, po 24 h naświetlania (λ > 340 nm),
najwyższą efektywność produkcji metanu uzyskano stosując ciśnienie CO2 równe 2,5 MPa [9].
Według Tan i in. [10], maksymalna szybkość formowania CH4 wynosi 0,25 μmol·h-1 i została
uzyskana po 24 h naświetlania. Z dostępnej literatury wynika, że fotokatalityczną konwersję CO2
w obecności promieniowania UV można prowadzić zarówno w fazie gazowej zawierającej parę
wodną, jak również w wodnej zawiesinie TiO2 nasyconej dwutlenkiem węgla. Tan i in. podjęli
próbę konwersji CO2 do metanu, wykorzystując dwutlenek tytanu w formie pastylek [10]. Reakcję przeprowadzono w kwarcowym reaktorze rurowym, naświetlanym światłem z zakresu
promieniowania UV (UVA (365 nm) lub UVC (253,7 nm)) przez 48 h. Stwierdzono, że dwukrotnie
wyższą wydajność reakcji uzyskano wykorzystując światło z zakresu promieniowania UVC.
Nguyen i in. [11] wyznaczyli efektywność fotokonwersji CO2 na powierzchni TiO2 modyfikowanego jonami metali (Cu i Fe) oraz barwnikiem (barwnik N3) oraz w obecności promieniowania
sztucznego lub słonecznego. Reakcję fotokonwersji prowadzono w fotoreaktorze o działaniu
ciągłym, w którym umieszczono włókna optyczne pokryte warstwą modyfikowanego TiO2.
Promieniowanie słoneczne było wzmacniane na powierzchni zwierciadła i transmitowane
wiązką włókien optycznych do fotoreaktora. Szybkość powstawania metanu i etenu pod
wpływem promieniowani sztucznego (wynosiła odpowiednio 0,914 i 0,575 μmol/(g kat. h)
w obecności Cu(0,5%wag.)-Fe(0,5%wag.)-TiO2 oraz 0,847 i 0,562 μmol/(g kat. h) w obecności
fotokatalizatora typu barwnik N3-Cu(0,5%wag.)-Fe(0,5%wag.)-TiO2. Efektywność generowania
metanu w obecności promieniowania słonecznego wynosiła 0,281 μmol/(g kat. h) w obecności
fotokatalizatora typu Cu(0,5%wag.)-Fe(0,5%wag.)-TiO2 (średnia intensywność promieniowania
słonecznego 60 mW/cm2) oraz 0,617 μmol/(g kat. h) w obecności fotokatalizatora typu barwnik
N3-Cu(0,5%wag.)-Fe(0,5%wag.)-TiO2 (średnia intensywność promieniowania słonecznego 20
mW/cm2) [11].
TiO2 modyfikowanego niemetalami i aktywnego pod wpływem światła widzialnego uzasadniają na podjęcie prób przeprowadzenie fotokonwersji CO2 w obecności modyfikowanego TiO2
oraz światła widzialnego.
5. Podsumowanie
Wzrastająca ilość zanieczyszczeń atmosfery zmusza do poszukiwania nowych technologii ograniczenia lub usuwania zanieczyszczeń. Jedną z nowoczesnych technologii jest wykorzystanie
reakcji fotokonwersji substancji organicznych i nieorganicznych na powierzchni naświetlanego
TiO2. Wykorzystanie fotodegradacji w obecności TiO2 uzasadnione jest przede wszystkim do
usuwania substancji toksycznych lub trwałych i jednocześnie występujących w małych stężeniach oraz jeżeli w procesie fotodegradacji można wykorzystać promieniowanie słoneczne.
Literatura
[1] Fujishima A. i Zhang X., Titanium dioxide photocatalysis: present situation and future approaches, C.R. Chimie 9 (2006)
750-760.
[2] Hoffmann M.R., Martin S.T., Choi W., Bahnemann D.W., Environmental applications of semiconductor photocatalysis,
Chem. Rev. 95 (1995) 69-94.
[3] Khan S.U., Al-Shahry M., Ingler W.B. Jr. Efficient photochemical water splitting by a chemically modified n-TiO2. Science
297 (2002) 2243-2245.
[4] Tan S.S., Zou L., Hu E., Photosynthesis of hydrogen and methane as key components for clean energy system, Sci.
Technol. Adv. Mat. 8 (2007) 89-92.
[5] Zaleska A., Doped-TiO2: A review, Recent Patents on Engineering, 2 (2008) 157-164.
[6] Lo C.C., Hung C.H. Yuan C.S., Hung Y.L., Parameter effects and reaction pathways of photoreduction of CO2 over TiO2 /
SO42- photocatalysts, Chin. J Catal. 28, 528-534.
[7] H. Yamashita, A. Shiga, S. Kawasaki, Y. Ichihashi, S. Ehara, M. Anpo, Energy Convers. Manag. 36, 617, (1995)
[8] S. Kaneco, Y. Shimizu, K. Ohta, T. Mizuno, J. Photochem. Photobiol.A: Chem. 115, 223, (1998)
[9] S. Kaneco, H. Kurimoto, K. Ohta, T. Mizuno, A. Saji, J. Photochem. Photobiol.A: Chem. 109, 59, (1997)
[10]Tan S.S., Zou L., Hu E., Photocatalytic reduction of carbon dioxide into gaseous hydrocarbon using TiO2 pellets, Catalysis
Today 115 (2006) 269-273.
[11]Nguyen T.V., Wu J.C.S., Chiou C.H., Photoreduction of CO2 over ruthenium dye-sensitized TiO2-based catalysts under
concentrated natural sunlight, Catalysis Communications 9 (2008) 2073-2076.
[12]Nguyen T.V., Wu J.C.S., Photoreduction of CO2 in an optical-fiber photoreactor: effects of metals addition and catalyst
carrier. Appl. Catal. A 335 (2008) 112-120.
Nguyen i in. [12] opisali również fotokatalityczną redukcję CO2 w obecności H2O w fazie gazowej
stosując włókna optyczne, na powierzchni których osadzono Cu/TiO2, Fe/TiO2 lub Cu-Fe/TiO2
[12]. Podstawowymi produktami reakcji był metan i eten. Stwierdzono efekt synergistyczny
w przypadku TiO2 domieszkowanego jednocześnie jonami Fe i Cu. Zjawisko to można wytłumaczyć efektywnym transferem nośników ładunków pomiędzy matrycą TiO2 a Cu oraz Fe jako
współdomieszką. Podczas reakcji prowadzonej w obecności Cu/TiO2 preferowanym produktem
fotokonwersji był metan. Natomiast zastosowanie Fe jako współdomieszki powodowało obniżenie efektywności formowania CH4 [12].
Dotychczasowe badania nad fotokonwersją CO2 były prowadzone przede wszystkim w obecności promieniowania z zakresu UV a badania opisane w roku 2008 przez Nguyena i innych były
pierwszą próbą zastosowania modyfikowanego TiO2 i promieniowania słonecznego do fotoredukcji CO2. Jednocześnie badania prowadzone w ostatniej dekadzie dotyczące otrzymywania
35
Redakcja:
Robert Bogdanowicz, Danuta Grodzicka-Kozak
Projekt, opracowanie graficzne i skład:
Joanna Piekarska-Norek
Wydawca:
Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej w Gdańsku
Wojewódzki Fundusz
Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
w Gdańsku
Dla ludzi i środowiska
80-837 Gdańsk
ul. Straganiarska 24-27
tel./fax 0 58 301-91-92
e-mail: [email protected]
www.wfosigw-gda.pl

Zmiany klimatu - Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i

Transkrypt

Podobne dokumenty