LOW←TECH MAGAZINE Polski

Za dużo spalania, za mało ognia

Sun, 29 Dec 2019 00:00:00 +0000

Ilustracja: [Diego Marmolejo](https://www.instagram.com/ddidak/).

Ogień, który pali się w naszych domostwach już przeszło czterysta tysięcy lat, pozostaje najbardziej wszechstronną i zrównoważoną technologią jaką zna ludzkość. Od tysiącleci ogień zapewnia nam to, do czego dzisiaj używamy szeregu nowoczesnych urządzeń takich jak: piekarnik, płyta grzewcza, żarówka, lodówka, zamrażarka, bojler, suszarka bębnowa i telewizja. W przeciwieństwie do tych nowoczesnych technologii, ogień aby działać nie potrzebuje rozbudowanej, scentralizowanej infrastruktury - wystarczą łatwo dostępne lokalne materiały.

Od Ogniska do Elektrowni

Szacuje się, że człowiek świadomie korzysta z ognia już 300-400 tys. lat. ¹² Aż do XX wieku, ogień powstający ze spalania biomasy był jedynym zużywającym energię “urządzeniem domowym” - bez względu na to, czy ludzie mieszkali w jaskini, w jurcie czy w murowanym budynku. Pierwsze ludzkie schronienia były stawiane z potrzeby podtrzymywanie ognia, miały ochraniać go przed wiatrem i deszczem.

Przez większość ludzkiej historii, ogień miał formę otwartego paleniska, rozpalanego na ziemi po środku schronienia. Dym wydostawał się przez otwór w dachu. W początkach XIV wieku w Europie, otwarte paleniska były stopniowo zastępowane przez paleniska połączone z kominem, przeważnie wbudowane w ścianę w formie murowanego pieca. W zimniejszych regionach (takich jak Skandynawia) domy wyposażano w bardziej wydajne piece kaflowe, a w cieplejszych stronach (w basenie Morza Śródziemnego) ludzie wciąż używali kotłów - przenośnych metalowych naczyń, w których palono węgiel drzewny. W XVIII i XIX wieku murowane piece zaczęto zastępować żeliwnymi.

Ogień zajmował w domu centralną pozycję, aż do XX wieku, kiedy coraz częściej zaczął ustępować miejsca szeregowi nowo wynalezionych urządzeń, podłączonych do scentralizowanej infrastruktury. Dzisiaj, nawet w społeczeństwach uprzemysłowionych, metalowe piece są rzadkością. Otwarty ogień został zakazany, w szczególności w miastach. W nowych budynkach nie znajdziemy już kominków, kominów czy otworów w suficie.

Ogień zajmował w domu centralną pozycję, aż do XX wieku, kiedy coraz częściej zaczął ustępować miejsca szeregowi nowo wynalezionych urządzeń, podłączonych do scentralizowanej infrastruktury.

“Paradoksalnie”, pisze Luis Fernandez-Galiano w Fire and Memory, On Architecture and Energy (Ogień i Pamięć, Rzecz o Architekturze i Energii), “ludzkie schronienia, których życie rozpoczęło się jako miejsce ochrony ogniska domowego, dzisiaj unikają żywego ognia”. ³ W Fire: A Brief History (Krótka Historia Ognia), Stephen J. Pyne dokonuje następującej obserwacji; “Mieszkańcy miast mogą latami nie widzieć żywego ognia. Jeśli zobaczą płomienie to będę one zwykle dziełem wypadku czy podpalenia i zostaną uznane, prawie zawsze, za zagrożenie”. ⁴

Pomimo tego, ogień nie zniknął w zupełności. Tysiące pojedynczych, domowych palenisk zastąpiono kilkoma gigantycznymi paleniskami w elektrowniach. W innych miejscach również płoną ognie. “W naszej gospodarce obfitości”, pisze Stephen J. Pyne, “ogień jest w sercu magii - w fabrykach, samochodach, domach, elektrowniach […]. Nowoczesne miasto pozostało ekosystemem napędzanym ogniem […]. Zaprzestańcie spalania, a miasto stanie w miejscu. Otwarty ogień jednak zniknął. Tak jak czarna dziura pośrodku kosmosu, ogień kształtował wszystko co go otaczało, sam pozostając niewidocznym.”

Uprzemysłowienie nie zlikwidowało spalania, a jedynie zmieniło jego formę. Co więcej, ogień zaczął płonąć dzięki nowym, obfitym źródłom energii: paliwom kopalnym. Aż do XX wieku, prawie wszystkie rozpalane przez ludzi ognie były wynikiem spalanie surowców odnawialnych: drewna, trawy, łajna (torf i wczesne użycie węgla kamiennego są wyjątkiem). Dzisiaj w społeczeństwach uprzemysłowionych prawie każdy ogień “w sercu magii” płonie dzięki gazowi, węglowi i ropie naftowej.

Ogień Kontra Elektryczność

Przyjmując globalną perspektywę, zobaczymy, że kilka miliardów ludzi nadal mieszka w domach zbudowanych wokół staroświeckiego ognia, często w formie prostego ogniska. Niektórzy mieszkańcy Zachodniego Świata postrzegają tę praktykę jako zacofaną i prymitywną, i uważają że powinna zostać zakazana - nawet jeśli oparta jest na wykorzystaniu surowców odnawialnych.

W 2011 roku, ONZ i Bank Światowy, w wspólnej inicjatywie pt. “Zrównoważona Energia dla Wszystkich”, zadeklarowali “zapewnienie powszechnego dostępu do nowoczesnych usług energetycznych do 2030 roku”.⁵ Co kryje się za “nowoczesnymi usługami energetycznymi”, nie jest do końca jasne, ale widać że przede wszystkim chodzi o wykorzystanie elektryczności i gazu - co praktycznie oznacza spalanie paliw kopalnych.

“Mieszkańcy miast postrzegają ogień jako technologię, którą można zastąpić innymi, bardziej zaawansowanymi technologiami”.

Inicjatywy tego typu sugerują, że “nowoczesne usługi energetyczne” są lepsze od tradycyjnego ogniska i paleniska. “Mieszkańcy miast postrzegają ogień jako technologię, którą można zastąpić innymi, bardziej zaawansowanymi technologiami”, pisze Stephen J. Pyne, “Jeśli ogień jest urządzeniem, chcą [oni] ulepszonego ognia i aktualizacji do wersji bez dymu”.

Przykładami takiego, lepszego ognia i ognia bez dymu, są panele fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe. Dzięki nim, zakończymy w końcu naszą zależność od paliw kopalnych - w tym momencie wciąż niezbędnych do zapewnienia powszechnego dostępu do “nowoczesnych usług energetycznych”. Ale zadajmy sobie pytanie - jaka jest rzeczywista efektywność otwartego paleniska w porównaniu z “nowoczesnymi usługami energetycznymi” (wliczając w to, te oparte na zrównoważonych źródłach energii)? A co ze zdrowiem, bezpieczeństwem i zrównoważonym wykorzystaniem? Co tak naprawdę chcemy powiedzieć, kiedy mówimy, że „elektryczność albo gaz są lepsze od tradycyjnego ognia”?

Wszechstronność Ognia

Jednym z powodów dlaczego współcześni ludzie, w społeczeństwach uprzemysłowionych, postrzegają ogień jako nieefektywny i niezrównoważony jest to, że nie mają wiedzy o tym jak ich przodkowi rzeczywiście go używali. W dzisiejszych czasach, ogień jest uważany za mało wydajny. Jest tak dlatego, ponieważ jego wydajność porównywana jest jedynie, do jednej z szeregu funkcji jaką może spełniać, tj. do ogrzewania pomieszczeń. Jednakże, nasi przodkowie nie korzystali z ognia jedynie po to, aby ogrzać siebie samych. Używali go również do gotowania, oświetlenia, konserwacji żywności, grzania wody, suszenia ubrań, ochrony przed drapieżnikami i insektami, i do wielu, wielu innych zastosowań.

Ilustracja: [Diego Marmolejo](https://www.instagram.com/ddidak/).

Ogień jest niesamowicie wszechstronny - ciężko powiedzieć jakie jego zastosowanie było najwyżej cenione przez naszych przodków. Z tego powodu, jeśli chcemy zmierzyć zużycie energii domowego paleniska i porównać je do nowoczesnych technologii, nie powinniśmy patrzeć jedynie na zużycie energii systemu grzewczego, i do niego porównywać ognia, a powinniśmy przyjrzeć się zużyciu energii w całym gospodarstwie domowym.

Gotowanie na Ogniu

Jako urządzenie do gotowania, ognia można użyć na wiele rożnych sposób i tym samym zastąpić zaskakująco wiele nowoczesnych urządzeń kuchennych. Ogień nie tylko działa jako kuchenka, ale również jako piekarnik. W trakcie pieczenia czy grillowania, jedzenie obracało się na rożnie i piekło dzięki bezpośredniemu działaniu płomieni. Gliniane naczynie, wkładane w popiół paleniska (“piec Holenderski”), służyło jako piekarnik. Innym sposobem było pieczenie w wbudowanym w piec piekarniku lub na ścianach komory paleniska. Wykorzystywano również wolno stojące na zewnątrz urządzenia. Gotowanie i smażenie odbywało się w wiszącym nad ogniem kociołku. ⁶⁷

Ogień może spełniać te same funkcje, które zapewniają małe, elektryczne urządzenia kuchenne. Na przykład, możecie sądzić, że ludzie zaczęli jeść tosty dopiero wtedy kiedy pojawiły się tostery (XX wiek). Jednakże, zanim pojawiły się elektryczne opiekacze, ludzie po prostu wkładali chleb na drucianym opiekaczu do ognia. Szybkie przygotowanie gorących napojów również nie rozpoczęło się dopiero z wymyśleniem elektrycznego czajnika - wcześniej ludzie wkładali do kubków rozgrzany do czerwoności żelazny przyrząd, który zagotowywał wodę w kilka sekund. ⁸

Jako urządzenie do gotowania, ognia można używać na wiele różnych sposób i tym samym zastąpić zaskakująco wiele nowoczesnych urządzeń kuchennych.

Ogień zastępował również dzisiejsze lodówki i zamrażarki. W książce The Food Axis: Cooking, Eating and the Architecture of American Houses (Oś żywności: Gotowanie, Jedzenie i Architektura Amerykańskich Domów), Elizabeth Collins Cromley opisuje jak konserwowano mięso i ryby, przez wieszania ich na wiele tygodni w dymie. ⁶ Najprostszą metodą wędzenia, stosowaną przez naszych przodków, było zawieszanie kawałków mięsa i ryb w kuchennym kominie, lub (jeśli nie było komina) wysoko u powały, nad otwartym paleniskiem. Wędzono również w komorze wędzarniczej, która była dostawiona do kuchennego paleniska lub dobudowana, w piwnicy lub na strychu, do komina. Korzystano również z wolno stojących, zewnętrznych wędzarni.

Powstało wiele innych metod konserwacji żywności opartych na użyciu ognia. Jeśli klimat nie był dostatecznie słoneczny to owoce, warzywa i zioła suszono nad ogniem. Robienie słodkich przetworów owocowych, produkcja sera i masła, były zależne od ciepła ognia. Sól, kluczową do konserwacji żywności, wieszano w pojemniku blisko paleniska, aby nie zawilgotniała. ⁶

Rozprowadzanie Ciepła i Światła

Ogień nie tylko produkuje ciepło i dym - daje również światło. Jako źródło światła, ogień był kiedyś tak wszechstronny, jak dzisiaj jest oświetlenie elektryczne. Blask płomieni nie jaśniał jedynie z wnętrza paleniska czy pieca, ale świecił również z pochodni, łuczyw, a później ze świec i lamp naftowych. ⁹¹⁰ Ciepło paleniska mogło być rozprowadzane po całym domu. Chociaż kuchnia była z reguły jedynym ogrzewanym w domu pomieszczeniem, to dzięki takim przenośnym urządzeniom jak szkandele i ogrzewacze do stóp, żar węgli można było roznosić po całym domu (zamiast żaru do rozprowadzenie po domu ciepła, używano też termoforów i ceramicznych dzbanków z gorącą wodą, przyp. tłum.).¹¹

Dzięki ogniowi grzano wodę przeznaczoną do prania i mycia. Praktykę tę kontynuowano kiedy pojawiły się żeliwne piece wolno stojące, często zaopatrzone w płaszcze wodne lub zbiorniki na wodę. Co więcej, ogień suszył pranie, robiąc to samo co dzisiejsze suszarki bębnowe. Ludzie nie zaczęli prasować ubrań dopiero wtedy, kiedy wynalezione zostało żelazko elektryczne. Od czasów średniowiecza, ludzie używali prostych, metalowych żelazek, które rozgrzewano na ogniu lub piecu. Popularne były również bardziej zaawansowane żelazka z duszą, w które wkładano żar lub węgle z paleniska. Niektóre z nich miały nawet małe kominki, którymi uciekał dym, nie pozostawiając nieprzyjemnego zapachu na prasowanych ubraniach. ¹²

Ludzie nie zaczęli prasować ubrań dopiero wtedy, kiedy wynalezione zostało żelazko elektryczne. Od czasów średniowiecza ludzie używali prostych metalowych żelazek, które rozgrzewano na ogniu lub piecu.

Ogień spełniał w domu jeszcze jedną istotną funkcję. Był centrum dookoła, którego ludzie gromadzili się w celach towarzyskich i po to żeby wymienić informacje. Przez tysiące lat, palenisko było “[…] iskrzącą duszą i sercem domu, wokół którego od niepamiętnych czasów, zbierano się i rozmawiano”.³ Współcześnie te role przejęły telewizja i telefony komórkowe, ale wątpliwe jest czy kiedykolwiek uda im się skraść czar żywych płomieni. Masa elektronicznych gadżetów, które starają się imitować płomienie ognia - elektryczne świece i ogniska, żarówki LED z migoczącymi efektami płomieni czy nagrania trzaskającego ogniska - zdaje się wskazywać na ukrytą, ludzką tęsknotę za ogniem.

Wydajność i Zrównoważone Użycie

W domu, którego życie tętni dookoła ognia, przygotowywanie gorących napojów i tostów, suszenie ubrań, czy oświetlenie pomieszczeń nie podnosi zużycia całkowitej energii ognia; po prostu wykorzystuje, w sposób bardziej wydajny, energię, która i tak jest zużywana do innych potrzeb, takich jak ogrzewanie pomieszczeń czy gotowanie. Chcąc dzisiaj uzyskać ten sam efekt, musimy włączyć szereg urządzeń elektrycznych, a każde z nich potrzebuje dodatkowej, własnej energii do działania: centralne ogrzewanie, płyta grzewcza, elektryczny toster, suszarka bębnowa, oświetlenie itd.

Co więcej, musimy brać pod uwagę wydobycie surowców i zużycie energii jakiej potrzeba, żeby zastąpić jedno palenisko, dziesiątkami sprzętów wyprodukowanych w odległych fabrykach i przywiezionych do konsumentów. A na koniec, powinniśmy uwzględnić ilość energii i materiałów potrzebnych do zbudowania i utrzymania infrastruktury dzięki, której te urządzenia mogą działać, takiej jak sieć elektryczna, sieć gazowa czy łańcuch chłodniczy. Zupełnie inaczej jest z piecem czy paleniskiem, których użycie jest niezależne od scentralizowanej infrastruktury, a do ich budowy wystarczą łatwo dostępne, lokalne materiały.

Ilustracja: [Diego Marmolejo](https://www.instagram.com/ddidak/).

Odnawialne źródła energii, takie jak panele słoneczne i turbiny wiatrowe, nie są wystarczającą odpowiedzią na problemy energetyczne dzisiejszego świata. Trzeba je wyprodukować, przetransportować, utrzymywać, naprawiać, utylizować, a na końcu zastąpić nowymi. Można by pomyśleć, że w ten sam sposób, możemy postępować z coraz to większą masą sprzętu AGD, która ma zaspokoić nasze potrzeby - zaprojektować, wyprodukować, a jak się zużyje to wyrzucić. Nawet produkcja prądu elektrycznego ze spalania biomasy, nie uczyni dzisiejszego systemu zrównoważonym. Chociaż eliminuje ona użycie paliw kopalnych to ogromna ilość energii jest marnowana w procesie konwersji biomasy na elektryczność. Biomasa nie spowoduje również, że znikną fabryki produkujące sprzęt AGD.

Porównanie Zużycia Energii: Starożytne a Nowoczesne Domy

Jeśli przyjrzymy się zużyciu energii we współczesnym Europejskim domu, to zobaczymy, że 64% całej zużywanej energii idzie na ogrzewanie przestrzeni, 15% na grzanie wody, 14% na oświetlenie i urządzenia elektryczne, 5% na gotowanie, a 1% na pozostałe usługi (w tym chłodzenie).¹³ Większość z tych usług może być świadczona przez ogień. Jak się więc ma, zużycie energii w tradycyjnym domostwie, z otwartym paleniskiem, do zużycia energii w nowoczesnym domu, zbudowanym wokoło różnych urządzeń i centralnej infrastruktury?

Nie ulega wątpliwości, że zużycie energii nowoczesnego domu jest lepiej udokumentowane niż budynków i schronień z zamierzchłych czasów. Możemy jednak powołać się na badania, których celem było obliczenie wykorzystania energii przez gospodarstwa domowe wciąż korzystające ze starego, dobrego ognia.

Jeśli mierzymy wykorzystanie energii ognia w domu, w porównaniu do współczesnych technologii, to powinniśmy porównać zużycie energii w całym gospodarstwie domowym.

Policzono, że w 2002 roku roczne zużycie drewna w tradycyjnych nepalskich domach wahało się pomiędzy 6 a 33 m³ na gospodarstwo domowe, co odpowiada 35 do 165 giga dżulom (GJ) energii.¹⁴¹⁵¹⁶. Patrząc na zużycie energii we współczesnym niemieckim (75 GJ/rok) albo kanadyjskim domu (105 GJ/rok), te liczby wydają się dosyć duże.

Jednakże, w czasie trwania badań, jeden nepalski dom zamieszkiwało średnio od 5 do 12 domowników, kiedy współczesne, przeciętne zachodnie gospodarstwo domowe skurczyło się do 2 osób. Wynika z tego, że w 2002 roku w nepalskich domach roczne zużycie energii wyniosło od 2 do 33 GJ na osobę. Nowsze badania, nad zużyciem drewna do ogrzewania, gotowania i oświetlenia w Nepalu, podają zużycie 2.5 do 10 GJ energii na rok na osobę.¹⁷¹⁸ Dla porównania w krajach takich jak Holandia, Niemcy i Kanada zużycie energii na osobę wynosi około 30-40 GJ/rok.

10 Miliardów Ludzi Dookoła Paleniska

Nawet jeśli pominiemy ilość surowców i energii, jaką trzeba zużyć na wyprodukowanie współczesnej infrastruktury i urządzeń, to zużycie energii w czasach preindustrialnych wydaje się być znacząco mniejsze niż dzisiaj. Szybka kalkulacja to potwierdza. Teoretycznie, można założyć, że jeśli 10 miliardów ludzi korzystałoby tylko z otwartych palenisk, jako jedynego źródła energii, to byłaby to całkowicie zrównoważona praktyka.

Przyjmując średnie roczne zużycie drewna opałowego na 6 m³ na osobę, potrzebowalibyśmy 60 miliardów metrów sześciennych drewna rocznie. Do zebrania jednego metra sześciennego drewna rocznie potrzeba 0.2 hektara lasu, więc dla uzyskania 60 miliardów m³ potrzeba 120 milionów kilometrów kwadratowych lasu, użytkowanego w zrównoważony sposób (aby uniknąć całkowitego wylesienia). To powierzchnia, ponad trzykrotnie większą, niż powierzchnia lasów całej Ziemi i równa około 80% całkowitej powierzchni lądów naszej planety (150 milionów kilometrów kwadratowych).

Ponieważ nie potrzebowalibyśmy dodatkowej przestrzeni dla fabryk i dróg, potrzebnych do produkcji produktów konsumpcyjnych, moglibyśmy powrócić do otwartych palenisk bez niszczenia środowiska. Nie można tego powiedzieć o 10 miliardach ludzi, dalej spalających paliwa kopalne i używających nowoczesnej infrastruktury.*

*Komentarz tłumacza: Powyższe założenie zdaje się nietrafione, ponieważ sam autor pisze, że nie dysponujemy na naszej planecie wystarczającą ilością lasów, żeby pozyskiwać drewno dla 10 miliardów ludzi - nawet w sposób zrównoważony.

Zdrowie Kontra Zrównoważone Użycie

Skoro “nowoczesne usługi energetyczne” nie są, ani bardziej zrównoważone, ani wydajniejsze od tradycyjnego ognia, to dlaczego ciągle uważamy je za lepsze? Za unikaniem używania otwartego ognia w nowoczesnych miastach, mają odpowiadać dwa dodatkowe czynniki: po pierwsze, ogień jest szkodliwy dla zdrowia (zanieczyszcza powietrze) i po drugie, jest niebezpieczny (niesie ze sobą ryzyko pożaru). Te zagrożenia są prawdziwe, ale jak wypada ogień pod względem zdrowia i bezpieczeństwa w porównaniu z “nowoczesnymi usługami energetycznymi”?

Nie ma wątpliwości, że zastąpienie w domach i mieszkaniach, otwartego ognia przez nowoczesną infrastrukturę, polepszyło jakość powietrza i bezpieczeństwo w miastach. Jednak może być to tylko chwilowa korzyść. Nowoczesna infrastruktura (ponieważ jest uzależniona od paliw kopalnych), co najmniej w tym samym stopniu zagraża zdrowiu i bezpieczeństwu.

Jak wypada ogień pod względem zdrowia i bezpieczeństwa w porównaniu do “nowoczesnych usług energetycznych”?

Za przykład można wziąć fale upałów i pożary lasów, szalejące w tej chwili (grudzień 2019 roku) w Australii, zabijające ludzi, niszczące mienie i powodujące, tak wielkie zadymienie, że ludzie w dużych miastach nie mają czym oddychać. Te pożary, nie są spowodowane przez ludzi rozpalających paleniska. Te pożary, to wynik zmian klimatycznych, za które przede wszystkim odpowiadają ludzie korzystający z przemysłowej infrastruktury - zasilanej paliwami kopalnymi.

Nasza nadmierna zależność od scentralizowanej infrastruktury, która zaspokaja nasze podstawowe potrzeby, to kolejne zagrożenia dla zdrowia i bezpieczeństwa. Odetnijmy na chwilę duże miasto od prądu, a prawie wszystko przestanie działać - włączając w to kanalizację, lodówki i alarmy antywłamaniowe.

Nasze spaczone spojrzenie na dobry, stary ogień częściowo jest zakorzenione w pomieszaniu dwóch odmiennych od siebie pojęć: “zdrowia” i “zrównoważonego użycia”. W rzeczy samej, coś może być jednocześnie zdrowe, bezpieczne i zrównoważone, jak np. chodzenie (o ile nie ma chodników). Ale również coś może być zdrowe i bezpieczne, ale już niezrównoważone, jak lodówka, która jest zależna od energochłonnego łańcucha chłodniczego. Na koniec, coś może być niezdrowe i niebezpieczne, ale zrównoważone jak np. wędzarnia w piwnicy.

Zdrowie i długowieczność są tym, czego my, jako jednostki “potrzebujemy”, chcemy, pożądamy i czujemy się do tego przywiązani. Tak samo, jak czujemy się przywiązani do określonego poziomu komfortu, wygody, prędkości i czystości. Jednak ustalenie tego jak powinniśmy żyć, aby nasza egzystencja była zrównoważona i nie doprowadziła nas i naszego środowiska do upadku, wymaga zakwestionowania obecnych wyobrażeń na temat poziomu komfortu, wygody, czystości, prędkości, bezpieczeństwa i zdrowia na jakie zasługujemy. Możemy przedkładać bezpieczeństwo i zdrowie ponad zrównoważone życie, gdy są one ze sobą w konflikcie, ale tylko kosztem bezpieczeństwa i zdrowia młodszych i przyszłych pokoleń.

Roebroeks, Wil, and Paola Villa. “On the earliest evidence for habitual use of fire in Europe.”. Proceedings of the National Academy of Sciences 108.13 (2011): 5209-5214. ↩︎
Berna, Francesco, et al. “Microstratigraphic evidence of in situ fire in the Acheulean strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape province, South Africa.” Proceedings of the National Academy of Sciences 109.20 (2012): E1215-E1220. ↩︎
Fernández, Guillén, and Luis Fernández-Galiano. Fire and memory: on architecture and energy. Mit Press, 2000. ↩︎ ↩︎
Pyne, Stephen J. Fire: a brief history. University of Washington Press, 2019. ↩︎
https://www.seforall.org ↩︎
Collins Cromley, Elizabeth. The food axis: cooking, eating, and the architecture of American houses. University of Virginia Press, 2010. ↩︎ ↩︎ ↩︎
W przeciwieństwie do gazowych i elektrycznych piekarników i piecyków, ogień nie ma przycisków i pokręteł, którymi można by regulować temperaturę. Aby gotować lub dusić na wolnym ogniu, garnki wieszało się na ramieniu, które można było podnosić lub opuszczać. W przypadku pieca, kucharz mógł zdecydować, aby na początku, kiedy piec osiągał najwyższą temperaturę, upiec ciasto lub chleb, a następnie kiedy temperatura z wolna opadała, pierniki, budynie, a na końcu wkładał zboże do suszenia. [6] ↩︎
Marcoux, Paula. Cooking with fire: From roasting on a spit to baking in a tannur, rediscovered techniques and recipes that capture the flavors of wood-fired cooking. Storey Publishing, 2014. ↩︎
Hough, Walter. Fire as an agent in human culture. No. 139. Govt. print. Off., 1926. ↩︎
Źródłem energii tych rozproszonych ogni było drewno, żywice, wosk, tłuszcz, łój lub olej. Potrzeba specjalnego skoncentrowania i umiejscowienia źródła światła, doprowadziła do wynalezienia specjalnych uchwytów, stojaków i wieszaków .[9] ↩︎
Heating people, not spaces: restoring the old way of warming, Kris De Decker, Low-tech Magazine, 2016. ↩︎
History of ironing, Old & Interesting, retrieved December 26, 2019. ↩︎
Energy consumption and use by households, Eurostat, 2019. ↩︎
Rijal, H. B., and H. Yoshida. “Investigation and evaluation of firewood consumption in traditional houses in Nepal.” Proceedings: Indoor Air (2002): 1000-1005. ↩︎
Gęstość energetyczna 1 m³ składowanego drewna zależy, od gatunki drewna i tego jak jest ułożone. Starałem się porównywać zbliżone rzeczy, jeśli to było możliwe, jednak nie zawsze dało się to zrobić, więc wyniki są jedynie szacunkowe. ↩︎
Roczne zużycie drewna opałowego w osiemnastowiecznej Austrii (Karyntia) było prawem ograniczone do 35 m³ na gospodarstwo domowe: Źródło: Peter, Sieferle Rolf. The subterranean forest. Cambridge: The White Horse Press, 2001. ↩︎
Rijal, Hom Bahadur. “Firewood Consumption in Nepal.” Sustainable Houses and Living in the Hot-Humid Climates of Asia. Springer, Singapore, 2018. 335-344. ↩︎
Liczby wynoszą 0.5 to 2 m³ drewna opałowego na osobę rocznie, co przeliczyłem do 2.5 do 10 GJ energii na osobę rocznie. ↩︎

Pozostawianie niektórych świateł włączonych – przedefiniowanie bezpieczeństwa energetycznego

Sun, 09 Dec 2018 00:00:00 +0000

Utrzymanie stałego dostępu do czegoś, co kiedyś się skończy, jest niemożliwe. Zdjęcie: [Camilla MP](https://www.flickr.com/photos/dieknochenblume/8454004839/in/photolist-nJrNa3-z9St6d-vicpX8-bjNYMa-CNWajb-PKUbFu-8TqWZX-qzaoch-r3Gb3J-28jYUV3-p3gMD1-snwVj-2chyArN-4ehCVH-cWuLz-dT3Z78-pnFKK9-5qGDSP-hxU2d7-24uoKVs-f7CoCe-93ZqZQ-jPMVaK-T4yoN-4HiX59-97Kq68-23hFdSw-jE59uD-9aFpr7-68DbEo-NvymKZ-335BtT-8RtT65-a6Jut4-nt2zNy-qrkSGP-HPM9ee-bcdyA2-5Fy731-FGSpvq-eqKSpH-8jGFmq-qcFSw4-6USSog-dJEYby-jk3JQ2-7BMzWV-jetX2F-hLnHJy-5SHzAW).

(Przyp. tłum: Tytuł artykułu odnosi się do angielskiego powiedzenia „keeping the lights on”, czyli „pozostawianie świateł włączonych”. Powiedzenie to odnosi się do minimalnych wymaganych zasobów [prądu, funduszy, itp.], używając światła jako czegoś koniecznego do funkcjonowania. Na przykład, gdy jakaś firma może pozostawić światła włączone, oznacza to że jej przychód pozwala jedynie pokryć koszty operacji, przynosząc zerowe zyski.)

Gdy społeczeństwo staje się bardziej zależne od źródeł energii w codziennym funkcjonowaniu, staje się ono bardziej wrażliwe, gdy źródła te zostają odcięte. Ten oczywisty fakt jest ignorowany w obecnych strategiach uzyskania bezpieczeństwa energetycznego, przynosząc odwrotny efekt od zamierzonego.

Czym jest bezpieczeństwo energetyczne?

Co to oznacza, gdy społeczeństwo ma zapewnione „bezpieczeństwo energetyczne”? Pomimo, że istnieje ponad czterdzieści różnych definicji tego pojęcia, we wszystkich obecny jest fundamentalny zamysł, iż podaż energii powinna zawsze dorównywać jej popytowi. Sugeruje to, że podaż musi być ciągła – przerwy w dostawie nie powinny mieć miejsca. ¹ ² ³ ⁴ Na przykład, Międzynarodowa Agencja Energetyczna (MAE) definiuje bezpieczeństwo energetyczne jako „ciągły dostęp do źródeł energii w przystępnych cenach”, Departament Energii Stanów Zjednoczonych definiuje pojęcie jako „niskie ryzyko przerw w dostawie energii”, natomiast Unia Europejska definiuje je jako „stabilna i obfita dostawa energii”. ⁵ ⁶ ⁷

Historycznie, bezpieczeństwo energetyczne osiągano poprzez gwarantowany dostęp do lasów i torfowisk w celu wytwarzania ciepła, oraz do ludzi, zwierząt, wiatru i wody w razie potrzeby energii mechanicznej. Od nastania rewolucji przemysłowej, bezpieczeństwo energetyczne stało się zależne od złóż paliw kopalnianych. Jako pojęcie teoretyczne, bezpieczeństwo energetyczne jest najbliżej powiązane z kryzysem naftowym z lat siedemdziesiątych, kiedy to embarga i manipulacje cen ograniczyły dostęp krajów zachodnich do ropy naftowej. W rezultacie, większość krajów przemysłowych do dziś trzyma w rezerwie ilości ropy pozwalające zaspokoić ich zapotrzebowanie przez kilka miesięcy.

Ropa jest kluczowym surowcem dla gospodarek przemysłowych – coś, co nie zmieniło się przez ostatnie 50 lat - przede wszystkim w dziedzinie transportu i rolnictwa, jednak bezpieczeństwo energetyczne w nowoczesnych społeczeństwach zależy również od innych rzeczy, między innymi gazu, prądu, a nawet internetu. W dodatku, wszystkie te infrastruktury stają się coraz bardziej powiązane i zależne od siebie nawzajem. Na przykład, gaz jest ważnym paliwem do produkcji prądu, a sprawna sieć elektroenergetyczna jest wymagana do pracy rurociągów gazowych. W ten sam sposób, prąd jest potrzebny do funkcjonowania internetu, który z kolei używany jest do zarządzania siecią elektryczną.

Prąd jest potrzebny do funkcjonowania internetu, który z kolei używany jest do zarządzania siecią elektryczną.

Artykuł ten analizuje pojęcie bezpieczeństwa energetycznego, skupiając się na sieci elektroenergetycznej, która stała się równie ważna dla społeczeństwach przemysłowych co ropa naftowa. Co więcej, elektryfikacja traktowana jest jako sposób na zmniejszenie zależności od paliw kopalnianych – na przykład poprzez pojazdy elektryczne, pompy ciepła i turbiny wiatrowe.

„Bezpieczeństwo” i „niezawodność” sieci elektroenergetycznej można dokładnie mierzyć z pomocą wskaźników ciągłości, takich jak „Loss-of-Load Probability” (LOLP) oraz „System Average Interruption Duration Index” (SAIDI) (Przyp. tłum: Nie udało mi się znaleźć odpowiedników polskich; dosłowne tłumaczenia to „prawdopodobieństwo utraty obciążenia” i „indeks długości średniej przerwy w systemie”). Posługując się tymi dwoma wskaźnikami, jedynym sensownym wnioskiem jest to, że sieć elektroenergetyczna w krajach przemysłowych jest bardzo bezpieczna. W Niemczech, na przykład, prąd dostępny jest 99,996% czasu, co oznacza średnią przerwę w dostawie mniejszą, niż pół godziny na osobę na rok. ⁸ Nawet w najgorzej wypadających krajach Europy (Łotwie, Polsce i Litwie), przerwa w dostawie nie przekracza ośmiu godzin na osobę na rok, czyli prąd jest dostępny 99,90% czasu. ⁸ Stany Zjednoczone usytuowane są pomiędzy tymi dwoma liczbami, ze średnią przerwą nie większą, niż cztery godziny na osobę na rok (99,96%). ⁹

Jak bezpieczna jest odnawialna sieć elektroenergetyczna?

Obecne modele funkcjonowania sieci zakładają, że konsumenci powinni mieć dostęp, do tak dużej ilości prądu, gazu, ropy, internetu i wody, ile chcą, kiedy tylko chcą i jak długo tego chcą. Jedynym wymogiem jest to, by płacili swoje rachunki. Patrząc na sektor energetyczny, ta wizja bezpieczeństwa jest problematyczna z kilku powodów. Po pierwsze, większość prądu produkowana jest ze źródeł, które nie są nieskończone, a utrzymanie stałego dostępu do czegoś, co kiedyś się skończy, jest oczywiście niemożliwe. Prędzej czy później, strategia którą teraz operujemy nas zawiedzie. Zanim jednak to się stanie, doprowadzi ona do zmian klimatycznych i będzie prowokować konflikty zbrojne.

Międzynarodowa Agencja Energetyczna, która stworzona została po pierwszym kryzysie naftowym z wczesnych lat 70-tych, zachęca do używania energii ze źródeł odnawialnych w celu zwiększenia różnorodności w dostawie i polepszenia bezpieczeństwa energetycznego w dłuższej perspektywie. Odnawialna energia nie jest zależna od importu, ani nie podlega manipulacjom cen – czyli obecnie głównym zmartwieniem infrastruktury energetycznej opartej na paliwach kopalnianych. Oczywiście, panele słoneczne i turbiny wiatrowe mają ograniczony żywot i muszą być produkowane na nowo, co może wymagać surowców pochodzących z innych krajów, które same w sobie nie są nieograniczone. Jednak gdy są one zainstalowane, systemy energii odnawialnej pozostają dłużej „bezpieczne”, niż paliwa kopalniane (lub energia atomowa).

Energia odnawialna stwarza pewne wyzwania, według obecnych definicji bezpieczeństwa.

Co więcej, energia słoneczna i wiatrowa jest bardziej odporna na usterki czy sabotaż, zwłaszcza gdy produkcja jest zdecentralizowana. Elektrownie odnawialne emitują mniej dwutlenku węgla, zmniejszając swój wpływ na ekstremalne warunki pogodowe spowodowane przez zmiany klimatyczne, co również stwarza ryzyko dla bezpieczeństwa energetycznego. Pomimo wszystkich tych przewag, energia odnawialna stwarza niestety też pewne wyzwania, według obecnych definicji bezpieczeństwa. Najważniejszym z nich jest to, że źródła z największym potencjałem – słońce i wiatr – są dostępne sporadycznie, w zależności od pory roku i pogody. Oznacza to, że energia słoneczna i wiatrowa nie spełnia naszego wymagania, aby dostęp do prądu był stały i nieograniczony.

Zdjęcie: [Eduard Bezembinder](https://www.flickr.com/photos/bezembinder/3560945758/in/photolist-6qEM7w-7urQui-iSeKZ-8VjqeD-dUgKQ-e4ybCy-eke2Zk-ekeCdc-eke4NV-qBE1z-6Dfw5n-68EJKh-ekk6Rs-qBE2V-NqkS-oWp8Du-psYQc1-pCDop-5JSFFH-9fr321-oguPbE-6pZ6MT-dZ9YLx-vhpHJb-3oeLdu-69J2h1-7hatWp-d26CpQ-27dVzAC-5BEpZz-sUBfz-7B8zeq-HkygG-bHhG5R-2UoYjD-bRCZnx-o1e2oL-4LcBmy-69vhwD-ekz9ec-bLqreV-5jtvAp-2GUCLK-GpCny7-s36gn-dy6aBU-8moRHP-8rrRxd-5BJJyC-8KdmGR).

Niezawodność sieci elektroenergetycznej w zależnej w znacznym stopniu od energii słonecznej i wiatrowej byłaby znacznie poniżej obecnych standardów ciągłości usługi. ¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ ¹⁴ W takiej odnawialnej sieci energetycznej, zapewnienie dostępu 24/7 wiązałoby się z bardzo dużymi kosztami, ponieważ wymagałoby to obszernej infrastruktury mającej na celu magazynowanie, transmisję, i zarządzanie nadmiarem produkowanej energii. Ta dodatkowa infrastruktura groziłaby pozbawieniem takiej sieci energetycznej miana odnawialnej, ponieważ powyżej pewnej granicy, szkody środowiskowe wywołane przez paliwa kopalniane używane do produkcji, instalacji i utrzymania tej infrastruktury stają się większe, niż szkody których uniknęlibyśmy poprzez używanie źródeł odnawialnych w produkcji samej energii.

Odnawialne źródła energi mają zalety, których obecne definicje bezpieczeństwa energetycznego nie biorą pod uwagę.

Ograniczony dostęp nie jest jedyną słabością źródeł energii odnawialnej. Mimo, że wiele mediów i organizacji środowiskowych przedstawia energię słoneczną i wiatrową jako nieograniczoną („Słońce dostarcza Ziemi więcej energii w godzinę, niż cały świat zużywa w rok”) - rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. Nieobrobiony zapas energii słonecznej (i wiatrowej) jest rzeczywiście ogromny, ale ponieważ gęstość tej energii jest bardzo mała, zamiana jej na formę, z której możemy korzystać, wymaga o wiele więcej miejsca i materiałów w porównaniu z elektrowniami cieplnymi – nawet jeśli wliczymy w to wykopywanie i dystrybucję paliwa. ¹⁵ Z tych powodów, odnawialna sieć elektroenergetyczna nie może zagwarantować konsumentom dostępu, do tak dużej ilości energii, jakiej pragną - nawet przy sprzyjających warunkach pogodowych.

Jak bezpieczny jest system energetyczny w stylu Off-the-Grid?

(Przyp. tłum: „Off-the-Grid” nie posiada oficjalnego tłumaczenia; jest to powszechnie stosowane określenie opisujące brak połączenia z siecią energetyczną)

Obecna polityka energetyczna próbuje pogodzić ze sobą trzy cele: nieograniczony i nieprzerwany dostęp do energii; niski koszt prądu; oraz przyjazność środowisku. Sieć energetyczna oparta, przede wszystkim na paliwach kopalnianych i energii atomowej, nie jest wstanie być przyjazna środowisku, a nieograniczony i tani dostęp zakłada, że zagraniczni dostawcy nie odetną dostępu lub nie zwiększą cen (oraz że narodowe lub międzynarodowe rezerwy nie zostaną zużyte).

Odnawialna sieć elektroenergetyczna również nie jest w stanie pogodzić wszystkich trzech celów. Aby uzyskać nieograniczony, ciągły dostęp do prądu, infrastruktura musiała by być olbrzymia, co czyniło by ją kosztowną i nieekologiczną. Bez tej infrastruktury, energia odnawialna mogłaby być tania i przyjazna środowisku, ale nie mogłaby być nieograniczona i ciągła. Innymi słowy, jeśli chcemy mieć dostęp do taniej i ekologicznej energii, musimy zmienić definicję bezpieczeństwa energetycznego i zakwestionować konieczność ciągłego i nieograniczonego dostępu do prądu.

Jeśli skierujemy wzrok z dala od typowych, wielkich, scentralizowanych infrastruktur, obecnych w społeczeństwach przemysłowych, staje się oczywiste, że nie wszystkie systemy dostawy oferują nieograniczony dostęp energii. Małoskalowa generacja prądu w stylu off-the-grid (czyli lokalna produkcja z użyciem paneli fotowoltaicznych i turbin wiatrowych, oraz przechowywanie energii w bateriach) jest tego przykładem. W teorii, systemy off-the-grid można zbudować tak, aby były „ciągle dostępne”. Można to zrobić z pomocą metody „najgorszego miesiąca”, która czyni produkcję i ilość przechowywanego prądu tak nadmierną, że nawet w najkrótszych i najciemniejszych miesiącach w roku, podaż dorówna zapotrzebowaniu.

Utrzymywanie podaży na poziomie popytu czyniłoby system off-the-grid bardzo kosztownym i nieekologicznym, zwłaszcza w regionach z dużą różnicą pomiędzy porami roku.

Jednak, tak jak hipotetyczna odnawialna sieć energetyczna w dużej skali, ciągłe utrzymywanie podaży na poziomie popytu czyniłoby system off-the-grid bardzo kosztownym i nieekologicznym, zwłaszcza w regionach z dużą różnicą pomiędzy porami roku. ¹⁶ ¹⁷ ¹⁸ Dlatego w praktyce, rozmiar większości tych systemów to kompromis pomiędzy niezawodnością, kosztami i przyjaznością środowisku. Metoda skalowania na podstawie „prawdopodobieństwa utraty obciążenia” określa ilość dni w roku, kiedy to dostawa energii nie zaspokaja zapotrzebowania. ¹⁹ ²⁰ ²¹ Innymi słowy, o rozmiarze systemu decyduje nie tylko szacowane zapotrzebowanie, ale także budżet i dostępne miejsce.

Zdjęcie: [Stephen Yang / The Solutions Project](https://www.flickr.com/photos/149368236@N06/33068752693/in/photolist-Sob15v-bBnpyx-keyKG-cuaVX3-nuP1zk-U2eVh7-cuaWEf-pskKMf-cuaswE-p27cJW-cu9SQu-cuaMky-mCLFCt-ajiCfB-4AFrsp-943usV-TyoqrN-pu9HK-erKVcJ-aYHgDT-7zrUXc-tQv77b-6xot6g-baF4gg-Xjymka-qHgAkg-ii2jys-9eD7tj-9fJDFi-Ge2Mn-guUowg-amvdKB-cvDZ15-79wfLn-c6XjSS-ddFjjF-9KYuQV-8Zp8z6-guV3wK-9P1nHp-q5c2cz-9RCRVu-cD8w4d-9YDNzC-7ehy1e-4obYkG-8tkNMS-cvDZru-4obYtN-23Aqhr).

Budowa systemów energetycznych w taki sposób znacznie zmniejsza koszty, nawet jeśli utracona „niezawodność” jest niewielka. Kalkulacje dla domu off-the-grid w Hiszpanii pokazują, na przykład, że zmniejszenie dostępu z 99,75% na 99,00% pomniejsza koszty o 60%, z podobnymi wynikami w kwestii ekologii. Przerwy w dostawie miałaby miejsce 87.6 godzin w roku, w porównaniu do 22 godzin na rok w bardziej niezawodnym systemie. ¹⁶

Według obecnego rozumienia kwestii bezpieczeństwa energetycznego, systemy off-the-grid budowane w ten sposób są porażką: przecież podaż nie zawsze zaspokaja popyt. Jednak ludzie korzystający z tych systemów nie lamentują z braku bezpieczeństwa, a wręcz przeciwnie. Powód ku temu jest prosty: dostosowują oni swoje zapotrzebowanie na prąd do jego ograniczonego i przerywanego dostępu.

W książce z 2015 roku pod tytułem Off-the-Grid: Re-Assembling Domestic Life, Phillip Vannini i Jonathan Taggart dokumentują swoje podróże przez Kanadę w celu przeprowadzenia wywiadów z blisko stoma domostwami żyjącymi w odcięciu od sieci elektroenergetycznej. ²² Jedną z ich najważniejszych obserwacji jest to, że ci, którzy wybrali ten styl życia dobrowolnie, zużywają o wiele mniej prądu i rutynowo dostosowują swoje zapotrzebowanie do pogody i sezonów.

Ci, którzy wybrali ten styl życia dobrowolnie, zużywają o wiele mniej prądu i rutynowo dostosowują swoje zapotrzebowanie do pogody i sezonów.

Na przykład, pralki, odkurzacze, wiertarki, tostery i konsole do gier używane są tylko w okresach tak dużej produkcji prądu, że baterie nie są wstanie pomieścić jej więcej. Natomiast w pochmurne dni, ludzie ci zmieniają swoje zachowania, tak aby zmniejszyć zużycie prądu i żeby oszczędzić go trochę na następny dzień. Vannini i Taggart zauważyli także, iż są oni w zupełności zadowoleni z poziomów oświetlenia i ogrzewania, odmiennych od tych, do których przyzwyczajone są osoby z zachodniego świata. Przykładem tego, jak sobie z tym radzą, jest koncentracja czynności wokół centralnych źródeł ciepła i światła. ²²

Podobne obserwacje można dokonać w miejscach, gdzie ludzie – niedobrowolnie – polegają na infrastrukturach które nie zawsze działają. Jeśli komunalna woda, prąd i internet nie są dostępne w mniej uprzemysłowionych krajach, charakteryzuje się to zarówno regularnymi jak i nieregularnymi przerwami w dostawie. ²³ ²⁴ ²⁵ Jednak pomimo tego, że tamtejsze systemy są zawodne – według powszechnych wskaźników ciągłości – życie wciąż się toczy. Codzienne obowiązki domowe są kształtowane przez przerwy w dostawie, które postrzegane są jako normalny aspekt życia. Na przykład, jeśli prąd, woda i internet dostępne są tylko w konkretnych godzinach dnia, prace domowe i inne czynności są odpowiednio planowane. Ludzie używają w sumie mniej energii: infrastruktura zwyczajnie nie pozwala na bardziej intensywny styl życia. ²³

Bardziej niezawodne, mniej bezpieczne?

Wysoka „niezawodność” sieci energetycznej w społeczeństwach przemysłowych uzasadniana jest za pomocą „wartości utraconego obciążenia” (Value of Lost Load), która porównuje straty finansowe spowodowane utratą energii, oraz dodatkowe inwestycje potrzebne, by tych strat uniknąć. ¹¹⁰ ²⁶ ²⁷ ²⁸ ²⁹ Jednak wartość utraconego obciążenia jest wysoce zależna od tego, w jaki sposób społeczeństwo jest zorganizowane. Im bardziej polega ono na elektryczności, tym większe będą straty finansowe spowodowane jej brakiem.

Obecne definicje bezpieczeństwa energetycznego uważają podaż i popyt na energię jako nie związane ze sobą, i skupiają się niemal w całości na zabezpieczaniu dostaw energii. Jednak alternatywne formy infrastruktur energetycznych, takie jak te opisane powyżej, pokazują że ludzie zdolni są do adaptacji, i że dopasowują swoje oczekiwania do ograniczonej i nie zawsze dostępnej energii. Innymi słowy, bezpieczeństwo energetyczne można poprawić nie tylko poprzez zagwarantowanie ciągłości w dostawie, lecz także przez zmniejszanie zależności od energii.

Zdjęcie: Zbiornik gazu ziemnego. [Jason Woodhead](https://www.flickr.com/photos/woodhead/7150825737/in/photolist-bTTRmV-85JomL-jysSQn-fw7gTZ-5Jkm2T-eDueWy-ohYc4x-fFxZCm-eD8VG8-eDfhqy-8pCnxZ-qPTdqx-22WNtVf-fFybmb-fFxRVG-fFyhCf-mGNU1p-24mDPG2-8efS2s-fFguSX-nN4pMi-fFgpjT-6br69i-hVGdgU-9DSQQ5-cDwVt-EqVP-dp7vJX-fwmwQh-oHAfHH-fFy6QS-fFgvS8-aaCofJ-fFxW5L-agEkAL-eDfonE-fFgrrn-eD9m9a-PLLffy-fFggcX-fFgka6-nRdzs-fFgwFH-88JrU8-nN4epz-2atchc9-nN523B-24mDNL4-2atciAb-GFzRM).

Podaż i popyt również są ze sobą powiązane i wpływają na siebie w systemach o wysokim bezpieczeństwie – ma to wtedy jednak odwrotny efekt. Tak samo, jak „niepewne” systemy off-the-grid sprzyjają stylom życia uniezależnionym od dostępu do energii, tak „pewne” systemy sprzyjają stylom życia coraz bardziej od niej uzależnionym.

Społeczeństwa przemysłowe z “niezawodnymi” sieciami elektroenergetycznymi w istocie są najbardziej podatne na przerwy w dostawie.

W książce z 2018 roku, pod tytułem Infrastructures and Practices: the Dynamics of Demand in Networked Societies, Olivier Coutart i Elizabeth Shove twierdzą, że nieograniczony i nieprzerwany dostęp do energii pozwolił ludziom w krajach przemysłowych na zaadaptowanie wielu technologii wysoce od niej zależnych, na przykład pralek, klimatyzatorów, lodówek, drzwi automatycznych, czy wiecznego dostępu do internetu, które stają się „normalne” i konieczne do codziennego życia. Tymczasem, alternatywne czynności, takie jak ręczne pranie ubrań, przechowywanie jedzenia bez prądu, chłodzenie bez klimatyzatorów, czy nawigacja i komunikacja bez telefonów komórkowych, tracą na popularności i wymierają. ³⁰

W rezultacie, bezpieczeństwo energetyczne jest w praktyce większe w systemach off-the-grid i „zawodnych” scentralizowanych infrastrukturach, podczas gdy społeczeństwa przemysłowe są najsłabsze i najbardziej wrażliwe na wszelkie zakłócenia w dostawie. To, co zazwyczaj uznawane jest za dowód bezpieczeństwa energetycznego – nieograniczony, ciągły dostęp do prądu – w istocie czyni nas jeszcze bardziej podatnymi na przerwy w jego dostawie. Coraz więcej ludzi nie posiada umiejętności, ani technologii, które pozwalałaby im funkcjonować bez ciągłej dostawy energii.

Zmiana definicji bezpieczeństwa energetycznego

By uzyskać trafniejszą definicję bezpieczeństwa energetycznego, musimy zdefiniować je nie, pod względem takich rzeczy jak ilości kilowatogodzin prądu, lecz pod względem usług energetycznych, czynności społecznych i podstawowych potrzeb. ¹ Ludzie nie potrzebują energii samej w sobie. To czego potrzebują, to sposobów na konserwację żywności, na czyszczenie ubrań, komunikację z innymi, lepszą widoczność po zmroku, możliwość podróży z miejsca na miejsce, i tak dalej. Wszystkie te potrzeby można zaspokoić, albo bez użycia energii, lub ze znacznie mniejszym lub większym zużyciem energii.

Traktując je w ten sposób, bezpieczeństwo energetyczne nie polega jedynie na dostępie do prądu, lecz także na lepszej zaradności społeczeństwa w radzeniu sobie bez ciągłej dostawy prądu. Wchodzi w to zarówno zaradność ludzi (czy mają umiejętności, by móc poradzić sobie z przerwami w dostawie?), urządzeń i systemów (czy są one w stanie poradzić sobie z częstymi przerwami w dostawie?), oraz instytucji (czy można byłoby w sposób zgodny z prawem zarządzać siecią energetyczną która nie jest zawsze sprawna?). To, czy zakłócenia w dostawie prądu doprowadziłyby do zakłóceń w innych usługach energetycznych i czynnościach społecznych, zależy od zaradności społeczeństwa.

Istnieje na przykład wiele alternatyw dola ciągłej dostawy prądu, której wymaga nasz system dystrybucji pożywienia. Lodówki mogłyby lepiej radzić sobie z przerwami w dostawie prądu, gdyby były lepiej izolowane. Moglibyśmy wprowadzić na nowo spiżarnie (które utrzymują jedzenie świeże zupełnie bez prądu), albo moglibyśmy ponownie nauczyć się starych metod przechowywania jedzenia, takich jak fermentacji czy kiszenia. Moglibyśmy jednocześnie zwiększyć umiejętności ludzi w dziedzinie gotowania, zamieniając ich diety na takie które używają więcej świeżych składników, które nie muszą być trzymane w chłodnych miejscach, i zachęcając ich do codziennych, lokalnych zakupów, zamiast tygodniowych wypraw do supermarketów.

Aby zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne, musimy uczynić sieć elektroenergetyczną bardziej zawodną.

Jeśli spojrzymy na bezpieczeństwo energetyczne w bardziej całościowo, biorąc pod uwagę zarówno dostawę jak i zapotrzebowanie, szybko stanie się oczywiste, że bezpieczeństwo w społeczeństwo przemysłowych wciąż się zmniejsza. Coraz więcej zajęć oddawane jest w ręce maszyn, komputerów i wielkich infrastruktur - zwiększając naszą zależność od prądu. W dodatku, internet szybko staje się tak ważny jak prąd, a trendy takie jak praca w chmurze, Internet of Things, czy autonomiczne samochody, wszystkie polegają na powiązanych ze sobą warstwach wiecznie działających systemów energii.

Zdjęcie: Porzucona linia energetyczna. [Miura Paulison](https://www.flickr.com/photos/paulisson_miura/10318768955/in/photolist-gHQovz-kCLi9r-82pqq6-f4539G-6i3Aih-5m5G9b-6RkZvr-6V6k85-2b9wdNP-4DvxJx-WfvmJT-5CGLgF-5C1ojh-eANWrM-kjDG4Z-9QKWz-DnnTH9-ntvKWL-82sxbf-UssMS3-deJRBD-d6qh1S-5C1ooU-tkcYLj-MpbqCB-84zF9u-5CM5d7-5CM51J-82ppX6-a1H2sr-Rd9o59-a1LEed-6W3He9-VCD56X-bg3vgT-5BW5CT-82sxDb-2b1hTxi-6hpZ1g-8d19tj-qm9Cy-cgpx3-gszM15-eANtbt-MpbCWK-98h2dj-7HyrGe-5md8aD-d9fLdq-2cyGoSv).

Ponieważ podaż i popyt wpływają na siebie nawzajem, dochodzimy do nietypowego wniosku: by zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne, musimy uczynić sieć elektroenergetyczną bardziej zawodną. Zachęci to do uniezależnienia się od prądu i do szukania alternatyw, a co za tym idzie, zmniejszenia tego, jak wrażliwi jesteśmy na przerwy w jego dostawie. Coutard i Shove twierdzą, że „należy przywiązywać większą wagę do potencjału przyszłych innowacji, które nie tracą na wartości nawet gdy duże systemy są osłabione lub porzucone, lub kiedy stają się mniej niezawodne.” Dodają też, że doświadczenia ludzi dobrowolnie odciętych od sieci energetycznej „oferują wgląd w możliwe alternatywne konfiguracje”. ³⁰

Opowiadanie się za mniej niezawodnym dostępem do prądu jest z pewnością kontrowersyjne. W rzeczy samej, „pozostawianie świateł włączonych” to powiedzenie używane często do uzasadnienia reform energetycznych, takich jak budowa nowych elektrowni atomowych, lub utrzymywania ich dłużej, niż było to planowane. Jednak by uzyskać prawdziwe bezpieczeństwo energetyczne, „pozostawianie świateł włączonych” powinno być zamienione na powiedzenia takie jak „pozostawianie niektórych świateł włączonych”, „które światła powinniśmy wyłączyć?” oraz „co takiego złego jest w odrobinie ciemności?”. ³¹ Oczywiście, bardziej zawodna podaż energii doprowadziłaby do fundamentalnych zmian w praktykach i technologiach, zarówno w gospodarstwach domowych, fabrykach, systemach transportu, i sieciach komunikacyjnych – ale o to właśnie chodzi. Obecny styl życia w krajach przemysłowych po prostu nie jest możliwy do utrzymania.

Artykuł oryginalnie napisany dla UK Demand Centre.

By zostawić komentarz, wyślij go poprzez e-mail na solar (małpa) lowtechmagazine (kropka) com.

Winzer, Christian. “Conceptualizing energy security.” Energy policy 46 (2012): 36-48. https://www.repository.cam.ac.uk/bitstream/handle/1810/242060/cwpe1151.pdf?sequence=1&isAllowed=y ↩︎ ↩︎ ↩︎
Sovacool, Benjamin K., and Ishani Mukherjee. “Conceptualizing and measuring energy security: A synthesized approach.” Energy 36.8 (2011): 5343-5355. https://relooney.com/NS4053-Energy/00-Energy-Security_1.pdf ↩︎
Kruyt, Bert, et al. “Indicators for energy security.” Energy policy37.6 (2009): 2166-2181. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421509000883 ↩︎
Cherp, Aleh, and Jessica Jewell. “The concept of energy security: Beyond the four As.” Energy Policy 75 (2014): 415-421. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421514004960 ↩︎
Energy security, International Energy Agency. https://www.iea.org/topics/energysecurity/ ↩︎
Lucas, Javier Noel Valdés, Gonzalo Escribano Francés, and Enrique San Martín González. “Energy security and renewable energy deployment in the EU: Liaisons Dangereuses or Virtuous Circle?.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 62 (2016): 1032-1046. https://www.researchgate.net/profile/Javier_Valdes4/publication/303361228_Energy_security_and_renewable_energy_deployment_in_the_EU_Liaisons_Dangereuses_or_Virtuous_Circle/links/5a536f45458515e7b72eab26/Energy-security-and-renewable-energy-deployment-in-the-EU-Liaisons-Dangereuses-or-Virtuous-Circle.pdf ↩︎
Strambo, Claudia, Måns Nilsson, and André Månsson. “Coherent or inconsistent? Assessing energy security and climate policy interaction within the European Union.” Energy Research & Social Science 8 (2015): 1-12. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221462961500047X ↩︎
CEER Benchmarking Report 6.1 on the Continuity of Electricity and Gas Supply. Data update 2015/2016. Ref: C18-EQS-86-03. 26-July-2018. Council of European Energy Regulators. https://www.ceer.eu/documents/104400/-/-/963153e6-2f42-78eb-22a4-06f1552dd34c ↩︎ ↩︎
Average frequency and duration of electric distribution outages vary by states. U.S. Energy Information Administration (EIA). April 5, 2018. https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=35652 ↩︎
Röpke, Luise. “The development of renewable energies and supply security: a trade-off analysis.” Energy policy 61 (2013): 1011-1021. https://www.econstor.eu/bitstream/10419/73854/1/IfoWorkingPaper-151.pdf ↩︎ ↩︎
“Evolutions in energy conservation policies in the time of renewables”, Nicola Lablanca, Isabella Maschio, Paolo Bertoldi, ECEEE 2015 Summer Study – First Fuel Now. https://www.eceee.org/library/conference_proceedings/eceee_Summer_Studies/2015/9-dynamics-of-consumption/evolutions-in-energy-conservation-policies-in-the-time-of-renewables/ ↩︎
“How not to run a modern society on solar and wind power alone”, Kris De Decker, Low-tech Magazine, September 2017. here. ↩︎
Nedic, Dusko, et al. Security assessment of future UK electricity scenarios. Tyndall Centre for Climate Change Research, 2005. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.461.4834&rep=rep1&type=pdf ↩︎
Zhou, P., R. Y. Jin, and L. W. Fan. “Reliability and economic evaluation of power system with renewables: A review.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 58 (2016): 537-547. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136403211501727X ↩︎
Smil, Vaclav. Power density: a key to understanding energy sources and uses. MIT Press, 2015. https://mitpress.mit.edu/books/power-density ↩︎
Landeira, Cristina Cabo, Ángeles López-Agüera, and Fernando Núñez Sánchez. “Loss of Load Probability method applicability limits as function of consumption types and climate conditions in stand-alone PV systems.” (2018). https://www.researchgate.net/profile/Cristina_Cabo2/publication/324080184_Loss_of_Load_Probability_method_applicability_limits_as_function_of_consumption_types_and_climate_conditions_in_stand-alone_PV_systems/links/5abca9fa45851584fa6e1efd/Loss-of-Load-Probability-method-applicability-limits-as-function-of-consumption-types-and-climate-conditions-in-stand-alone-PV-systems.pdf ↩︎ ↩︎
Singh, S. Sanajaoba, and Eugene Fernandez. “Method for evaluating battery size based on loss of load probability concept for a remote PV system.” Power India International Conference (PIICON), 2014 6th IEEE. IEEE, 2014. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7117729 ↩︎
How sustainanle is stored sunlight? Kris De Decker, Low-tech Magazine. here. ↩︎
Chapman, R. N. “Sizing Handbook for Stand-Alone Photovoltaic.” Storage Systems, Sandia Report, SAND87-1087, Albuquerque (1987). https://prod.sandia.gov/techlib-noauth/access-control.cgi/1987/871087.pdf ↩︎
Posadillo, R., and R. López Luque. “A sizing method for stand-alone PV installations with variable demand.” Renewable Energy33.5 (2008): 1049-1055. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014810700184X ↩︎
Khatib, Tamer, Ibrahim A. Ibrahim, and Azah Mohamed. “A review on sizing methodologies of photovoltaic array and storage battery in a standalone photovoltaic system.” Energy Conversion and Management 120 (2016): 430-448. https://staff.najah.edu/media/published_research/2017/01/19/A_review_on_sizing_methodologies_of_photovoltaic_array_and_storage_battery_in_a_standalone_photovoltaic_system.pdf ↩︎
Vannini, Phillip, and Jonathan Taggart. Off the grid: re-assembling domestic life. Routledge, 2014. http://lifeoffgrid.ca/off-grid-living-the-book/ ↩︎ ↩︎
“Materialising energy and water resources in everyday practices: insights for securing supply systems”, Yolande Strengers, Cecily Maller, in “Global Environmental Change 22 (2012), pp. 754-763. http://researchbank.rmit.edu.au/view/rmit%3A17990/n2006038376.pdf ↩︎ ↩︎
Pillai, N. “Loss of Load Probability of a Power System.” (2008). https://mpra.ub.uni-muenchen.de/6953/1/MPRA_paper_6953.pdf ↩︎
Al-Rubaye, Mohannad Jabbar Mnati, and Alex Van den Bossche. “Decades without a real grid: a living experience in Iraq.” International Conference on Sustainable Energy and Environment Sensing (SEES 2018). 2018. https://biblio.ugent.be/publication/8566224 ↩︎
Telson, Michael L. “The economics of alternative levels of reliability for electric power generation systems.” The Bell Journal of Economics (1975): 679-694. https://www.jstor.org/stable/3003250?seq=1#page_scan_tab_contents ↩︎
Schröder, Thomas, and Wilhelm Kuckshinrichs. “Value of lost load: an efficient economic indicator for power supply security? A literature review.” Frontiers in energy research 3 (2015): 55. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenrg.2015.00055/full ↩︎
Ratha, Anubhav, Emil Iggland, and Goran Andersson. “Value of Lost Load: How much is supply security worth?.” Power and Energy Society General Meeting (PES), 2013 IEEE. IEEE, 2013. https://www.ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/itet/institute-eeh/power-systems-dam/documents/SAMA/2012/Ratha-SA-2012.pdf ↩︎
De Nooij, Michiel, Carl Koopmans, and Carlijn Bijvoet. “The value of supply security: The costs of power interruptions: Economic input for damage reduction and investment in networks.” Energy Economics 29.2 (2007): 277-295. https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/40102922/The_Value_of_Supply_Security_The_Costs_o20151117-24458-1eo081r.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1544213977&Signature=d01qoyIcopj1rE5HpSWkCGcQzRk%3D&response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DThe_value_of_supply_security.pdf ↩︎
Coutard, Olivier, and Elizabeth Shove. “Infrastructures, practices and the dynamics of demand.” Infrastructures in Practice. Routledge, 2018. 10-22. https://www.routledge.com/Infrastructures-in-Practice-The-Dynamics-of-Demand-in-Networked-Societies/Shove-Trentmann/p/book/9781138476165 ↩︎ ↩︎
Demand Dictionary of Phrase and Fable, seventeenth edition. Jenny Rinkinen, Elizabeth Shove, Greg Marsden, The Demand Centre, 2018. http://www.demand.ac.uk/wp-content/uploads/2018/07/Demand-Dictionary.pdf ↩︎

Średniowieczne kominy fabryk: Paliwa kopalne w czasach przedprzemysłowych

Thu, 29 Sep 2011 00:00:00 +0000

Ilustracja: Zasilana torfem manufaktura szkła w Holandii, XVIII wiek.

Długą historię tego, skąd ludzkość czerpała energię do swoich działań, z reguły podsumowuje się w kilku słowach: od Starożytności do początków Rewolucji Przemysłowej ludzie wykorzystywali siłę swoich mięśni, pracę zwierząt oraz biomasę, wodę, słońce i wiatr.

Następnie, wszystkie te odnawialne źródła energii zastąpiły paliwa kopalne: najpierw węgiel, a później ropa naftowa i gaz. Jako ostatni, w połowie XX wieku, na scenę wszedł uran.

Można powiedzieć, że ten zwięzły opis jest w większości trafny, jednak brakuje w nim czegoś dosyć istotnego. Mianowicie tego, że prawie wszystkie wiodące gospodarki Zachodniej Europy w ostatnim tysiącleciu opierały się na intensywnym spalaniu paliw kopalnych takich jak torf i węgiel.

Romantyczny obraz Wieków Średnich i Renesansu – niemalże raju, zasilanego odnawialną energię – daleko odbiega od rzeczywistości, ponieważ nie potrafi rozróżnić energii cieplnej od kinetycznej.

Zanim zanurzymy się w arcyciekawej historii przedprzemysłowego wykorzystania paliw kopalnych, najpierw musimy dokonać ważnego rozróżnienia pomiędzy energią termiczną (ciepłem), a energię kinetyczną (ruchem). Przez większą część historii, wiatr, woda i siła mięśni mogły dostarczyć jedynie energii kinetycznej i taka właśnie forma energii była potrzebna do mielenia zboża, cięcia drewna, czy do wprawiania w ruch żaglowców.

Przez wieki jedynym źródłem energii cieplnej w Europie było drewno i węgiel drzewny, a w mniejszym stopniu ciepło promieni słonecznych, z którego korzystano do suszenia cegieł i produktów rolnych.

Drewno i węgiel drzewny były potrzebne w takich procesach jak: ogrzewanie budynków, gotowanie posiłków, produkcja materiałów budowlanych (cegieł, dachówek, cementu, wapna, gipsu), produkcja szkła i papieru, wytop żelaza i produkcja barwników i mydeł. Drewno było jednocześnie podstawowym materiałem konstrukcyjnym statków, budynków, mostów, młynów, nadbrzeży, dźwigów, wciągarek, szybów kopalnianych, beczek, mebli, narządzi i wielu, wielu innych.

Ilustracja: Piec.

Wynalezienie silnika parowego w XVIII wieku (tak naprawdę silnik parowy był wynaleziony dużo wcześniej, ale to James Watt w 1763 r., udoskonalił go w takim stopniu, że stał się popularny, przyp .tłum.) oznaczało, że teraz można było zamieniać energię termiczną na energię kinetyczną: silnik cieplny spalał węgiel, zasilając maszyny i pojazdy. Następnie, pojawienie się elektryczności XIX wieku umożliwiło zamianę energii kinetycznej na energię cieplną: wiatrak, na przykład, mógł służyć do napędzania generatora zasilającego elektryczny grzejnik albo piec. (Mógł też wytwarzać energię cieplną na drodze tarcia pomiędzy trybami trybów, ale była ona zwykle marnowana).

W dzisiejszych czasach, wydaje się oczywiste, że możemy jedną formę energie zamieniać w drugą i z powrotem (przy stratach na konwersji), lecz przez większość historii ludzkości, energia kinetyczna i energia cieplna były zupełnie oddzielnymi bytami i korzystano z nich niezależnie. Wtedy, tak jak dzisiaj, energia cieplna była znacznie ważniejsza od energii kinetycznej.

Odrodzenie Miast

Rzymianie – którzy praktycznie całość czynności mechanicznych zasilali pracą niewolniczą – ogołocili z lasów spore obszary Europy, żeby zaspokoić swój nienasycony głód energii cieplnej i materiałów konstrukcyjnych. Kiedy upadło Zachodnie Cesarstwo Rzymskie, lasy Europy odrodziły się w ciągu kolejnych 500 lat, dzisiaj nazwanych Wiekami Ciemnymi.

Jednak z początkiem drugiego tysiąclecia naszej ery, Europa doświadczyła odrodzenia, nie tylko lasów, ale również życia miejskiego. Pomiędzy rokiem 500 a 1000 naszej ery, pojawiło się wiele innowacji w rolnictwie, takich jak pługi, trójpolówka, uprząż homontowa i podkowy.

Ilustracja: Walcownia w Neustadt-Eberswalde, obraz Carl Blechen, około 1830 rok.

Urbanizacja szła w parze ze wzrostem produkcji przemysłowej. Miasta były ośrodkami produkcji, w nich zakładano liczne gildie rzemieślnicze i manufaktury. Nie mogłyby one funkcjonować bez energii i materiałów dostarczanych z zewnątrz, których przybywało coraz więcej wraz z rozrostem miast. Poza przemysłem, inne dziedziny życia też miały swoje potrzeby energetyczne. Wynalezienie prasy drukarskiej, na przykład, zwiększyło zapotrzebowanie na drewno. Podobnie, jak niebotyczne gotyckie katedry pochłaniały tony wszelkiej maści materiałów, podnosząc zapotrzebowanie na energię cieplną.

Średniowieczne techniki wytwórcze nie były tak wydajne energetycznie jak dzisiejsze. Na przykład, do wytopu 1 kg żelaza trzeba było zużyć 20 kg węgla, czyli około 600 MJ energii. Dzisiejsze huty zużywają 20-25 MJ energii na 1 kg żelaza. Przez to, postępująca urbanizacja, szczególnie w latach 1100-1300, znów doprowadziła do poważnego wylesiania.

Wiatraki To Tylko Połowa Historii

Romantyczny obraz Wieków Średnich i Renesansu – niemalże raju, zasilanego odnawialną energię – daleko odbiega od rzeczywistości, ponieważ nie potrafi rozróżnić energii cieplnej od kinetycznej. Dlaczego jest to ważne, wyjaśnimy w dalszej części tekstu.

Holendrzy i Flamandowie, którzy zdominowali gospodarkę Zachodniej Europy od XII do XVIII wieku, zdobyli sławę dzięki rozwinięciu imponujących technologii wykorzystujących siłę wiatru. Historia holenderskich wiatraków sięga początków XII wieku, jednak ich Złota Era zaczęła się dopiero w XVI wieku. Holendrzy zaprzęgli siłę wiatru do zasilania szerokiej gamy procesów przemysłowych, takich jak produkcja papieru, cięcie drewna, polerowanie szkła, produkcja cementu i wiele innych. (Przeczytaj artykuł: “Fabryki zasilane wiatrem: historia i przyszłość produkcji przemysłowej”).

Ilustracja: Piec.

Wiatrak przemysłowy był genialnym wytworem prostych technologii ery przedprzemysłowej, jednak jego popularność tyko częściowo wyjaśnia, dlaczego Holandia stała się największą potęgą przemysłową siedemnastowiecznego świata. Wiatrak dostarcza odnawialnej i zrównoważonej energii, ale tylko w formie energii kinetycznej (wiatrak wytwarzający ciepło to wynalazek XX wieku, patrz: „Ogrzej swój dom za pomocą wiatraka”). Dzięki pracy skrzydeł wiatraka, wprawiających w ruch koła zębate i przekładnie, można było polerować szkło, ale nie można było szkła produkować. Żeby to zrobić, potrzeba energii termicznej, a w czasach przedprzemysłowych, jak wskazują na to podręczniki historii, jedynym sposobem żeby to osiągnąć było spalanie drewna.

Tutaj pojawia się problem. Chociaż w początkach XVII wieku w Niderlandach zniknęły praktycznie wszystkie lasy to w czasie Holenderskiej Złotej Ery (z grubsza od 1581 do 1672 roku, przyp. tłum.) Holendrzy nie tylko produkowali szkło, ale również wypalali cegły, dachówki, ceramikę, kamionkowe rury, rafinowali sól i cukier, bielili len, gotowali mydło, warzyli piwo, destylowali spirytus i piekli chleb. Wszystkie te czynności, wymagały ogromnych ilości energii cieplnej.

Chociaż IPCC klasyfikuje torf jako paliwo odnawialne, to sprawa jest wysoce dyskusyjna. Potrzeba 3 tysięcy lat, żeby warstwa torfu grubości 3 metrów powróciła to pierwotnego stanu.

Co więcej, Holandia produkowała znacznie więcej towarów niż potrzebował lokalny rynek. Stała się największym europejskim eksporterem wielu z wyżej wymienionych produktów przemysłowych. W mniejszej skali, podobny boom przemysłowy wydarzył się we Flandrii kilka wieków wcześniej, gdzie energochłonny przemysł wyrósł w miejscu prawie całkowicie pozbawionym zasobów drewna. Jak w takim razie Holendrom i Flamandom udało się osiągnąć ten sukces? Dzięki torfowi wydobywanemu na olbrzymią skalę.

Czym Jest Torf?

Torf jest pośrednim ogniwem w formowaniu się złóż węgla. Torf powstaje kiedy materiał rośliny jest odkładany w podmokłych ekosystemach, przede wszystkim torfowiskach, mokradłach i bagnach. Obecność wody stwarza warunki beztlenowe, a powoli rosnąca warstwa szczątków roślinnych powoduje koncentrację materii organicznej i wyciskanie wody. W sprzyjających warunkach, złoża torfu mogą następnie przekształcić się w węgiel brunatny, a później w węgiel kamienny.

[TN: Jeśli zastanowimy się nad tym procesem, to można stwierdzić, że nawet złoża paliw kopalnych (ropy naftowej także) odnawiają się. Niestety, trwa to tak długo (dla węgla kamiennego minimum dziesiątki milionów lat), że klasyfikujemy je jako kopaliny nieodnawialne. Możliwe, że kiedyś w odległej przyszłości, znów pojawi się cywilizacja (niekoniecznie ludzka), która rozpocznie kolejną epokę przemysłową opartą na odnowionych złożach paliw kopalnych, przyp. tłum.]

Zdjęcie: Kopacze torfu w Holandii.

Gęstość energetyczny wysuszonego i ubitego torfu wynosi 15-17 MJ na kilogram, co jest mniej więcej równe energii zawartej w wysuszonym drewnie (15-18 MJ/kg), jednak wyraźnie mniej niż w węglu kamiennym (24 MJ/kg) i węglu drzewnym (do 29 MJ/kg). Kolejną różnicą, pomiędzy torfem a drewnem i węglem, jest jego niska gęstość energetyczna na objętość - 1 m³ węgla kamiennego zapewnia tyle ciepła co 6 m³ torfu.

W niektórych krajach torf jest wciąż wydobywany na użytek prywatny, a w kilku innych spala się go w elektrowniach. Takimi krajami są przede wszystkim Irlandia, Finlandia i Rosja. Chociaż IPCC klasyfikuje torf jako paliwo odnawialne, to sprawa jest wysoce dyskusyjna. Potrzeba 3 tysięcy lat, żeby warstwa torfu grubości 3 metrów powróciła to pierwotnego stanu – i to tylko wtedy, kiedy w tym czasie pozostawi się teren w spokoju.

Co więcej, kopanie torfu ma bardzo duży wpływ na krajobraz, o czym powiemy w dalszej części artykułu, jednak spalanie torfu produkuje tylko trochę więcej CO2 od węgla, na tę samą ilość wytworzonej energii. Przewaga torfu nad węglem jest taka, że jego spalanie emituje mniej dymu i tlenków siarki, przez co w mniejszym stopniu od węgla zanieczyszcza powietrze.

Jak Kopie Się Torf

W czasach przedprzemysłowych torf kopano z użyciem bardzo prostych narzędzi. Przed rozpoczęciem wydobycia, na powierzchni złoża kopano rowy odwadniające, które częściowo odprowadzały wodę. Następnie usuwano z terenu roślinność, a złoże cięto pionowo w kratkę, dzieląc powierzchnię na małe części.

Zdjęcie: Kopanie torfu w Holandii.

Kolejnym krokiem było pocięcie złoża poziomo i wydobycie kostek surowca, które ładowano na taczki i transportowano na sąsiednie pola. Kostki układano jedne na drugich, żeby mogły wyschnąć na słońcu i wietrze. Kostki regularnie obracano i przekładano. Ostatnim etapem było ugniatanie i ściskanie suchych kostek, żeby stały się bardziej zbite. Gotowy surowiec można było zawieźć na targ albo zmagazynować w stodole.

Kopanie torfu było zajęciem sezonowym odbywającym się przez trzy miesiące w roku, od późnej wiosny to wczesnego lata. Jeśli kopanie rozpoczęłoby się wcześniej niż w kwietniu to istniało ryzyko, że mróz uszkodzi suszący się torf. Kopiąc torf latem, nie było za to pewności, że zdąży on dostatecznie wyschnąć przed przyjściem jesiennych chłodów i słot. Nie zabezpieczenie w porę surowca, i pozostawienie suszących się kostek w upalny letni dzień, groziło nadmiernym przesuszeniem i wywianiem torfu przez wiatr.

Zdjęcie: Suszące się kostki torfu.

Biorąc pod uwagę wszystkie cechy torfu jako paliwa można by stwierdzić, że dzieli on wszystkie wady paliw kopalnych i źródeł odnawialnej energii, za to nie ma żadnych z ich zalet. Tak samo, jak inne popularniejsze paliwa kopalne, jest nieodnawialnym źródłem energii produkującym duże ilości CO2, jednak jego gęstość energetyczna jest znacznie niższa od reszty paliw kopalnych. Co więcej, jego pozyskanie jest zajęciem sezonowym, a „zbiory” mogą zawieźć w wypadku złej pogody. A jednak, Holendrzy i Flamandowie, nie mając innego wyboru, zbudowali całe gospodarki na torfie.

Ewolucja Produkcji Torfu

Historia wydobycia torfu była podobna do współczesnej historii wydobycia paliw kopalnych. Kiedy najłatwiej dostępne złoża się wyczerpały, kopacze opracowali nowe, bardziej zaawansowane narzędzia wydobywcze i metody, pozwalające eksploatować coraz trudniej dostępne złoża. Analogicznie do współczesnych paliw kopalnych, koszty finansowe i środowiskowe rosły wraz z pogarszającą się jakością i dostępnością surowca. Ponieważ niewiele zachowało się do dnia dzisiejszego średniowiecznych źródeł pisanych, nie posiadamy zbyt szczegółowej wiedzy o produkcji torfu we Flandrii i Brabancji. Dysponujemy za to całkiem dobrze udokumentowaną historią produkcji torfu w Holandii.

Brugia, Antwerpia, Amsterdam

Odrodzenie się europejskich miast po upadku Cesarstwa Rzymskiego, rozpoczęło się w północnych Włoszech, gdzie miasta takie jak Wenecja, Milan, Genua i Florencja, stały się ważnymi ośrodkami handlu. Drugą falę odrodzenia miast można umiejscowić na terenach na wschodnim wybrzeżu Morza Północnego, regionu, który od XV wieku zaczęto określać mianem „Niderlandów. Region ten, szybko zaczął rywalizować z miastami północnej Italii i w okresie od XVI do XVIII wieku, stał się centrum europejskiego przemysłu i handlu.

Miasta Brugia, Gandawa i Ypres w prowincji Flandria (dzisiaj część Belgii), jako pierwsze osiągnęły gospodarczy i kulturowy rozkwit. W szczególności Brugia stała się znaczącą siłą gospodarczą w handlu międzynarodowym, finansach i produkcji tekstylnej. W 1350 roku Brugię zamieszkiwało 90 tysięcy mieszkańców (Gandawę 57 tysięcy), kiedy w tym roku w Amsterdamie, można było się doliczyć jedynie tysiąca mieszkańców.

Zdjęcie: Ratusz w Brugii wybudowany w 1376 roku. Autor zdjęcia: [Pantchoa](http://www.flickr.com/photos/francois-2/5395519921/).

Na przełomie XIV i XV wieku, dominująca pozycja gospodarcza zaczęła się przenosić do Antwerpii, Brukseli i Leuven (dzisiejsza Belgia) w prowincji Brabancja. Aż do końca XV wieku, Antwerpia była centrum gospodarczym Świata Zachodniego. W 1550 roku, Antwerpia liczyła 90 tysięcy mieszkańców (wzrost z 40 tys. w roku 1500), zajmując, po Paryżu, miejsce drugiego najliczniejszego miasta Europy na północ od Alp.

W 1579 roku Niderlandy, wtedy pod panowaniem Królestwa Hiszpanii, zostały podzielone na dwie części. Siedem prowincji północnych zbuntowało się przeciwko Koronie Hiszpańskiej i utworzyło nowe państwo – Republikę Zjednoczonych Prowincji (dzisiejsza Holandia). Polityczny chaos ogarnął prowincje południowe (dzisiejsza Belgia), w wyniku czego Antwerpia straciła swoją przewodnią rolę na rzecz szybko rozwijających się, niderlandzkich prowincji Holandii. Stolica Holandii – Amsterdam – stał się europejskim centrum przemysłowym i gospodarczym i utrzymał tę pozycje do końca XVII wieku.

Wydobycie Torfu Od XII Do XVI Wieku

Wydobycie torfu na dużą skalę rozpoczęło się na przybrzeżnych terenach Flandrii i północnej Antwerpii w XII i XIII wieku. Działalność ta, była nacelowana na zapewnienie paliwa szybko rosnącym miastom Brugii, Gandawy i Ypres. Zasoby torfu w przybrzeżnych złożach zostały wyczerpane w końcu XIV i XV wieku. Produkcja torfu w Brabancji trwała dłużej, ale doświadczyła gwałtownego załamania w XV wieku. > Kiedy najłatwiej dostępne złoża się wyczerpały, kopacze opracowali nowe, bardziej zaawansowane narzędzia wydobywcze i metody, pozwalające eksploatować coraz trudniej dostępne złoża.

Kiedy Antwerpia umacniała swoją dominującą pozycję w światowej gospodarce, jej zasoby torfu były już na tyle wyczerpane, że nie mogły zaspokoić potrzeb energetycznych Flandrii. W wyniku tego, produkcja torfu przeniosła się do sąsiedniej prowincji Holandia, skąd torf eksportowano do Antwerpii.

Zdjęcie: Wydobycie torfu powyżej zwierciadła wód gruntowych.

W tym czasie, Holandia była w większości rolniczym regionem ze względnie niewielkimi potrzebami energetycznymi. Oszacowano, że w tym czasie, każdego roku w Holandii i Utrechcie było eksploatowanych od 220 do 440 hektarów torfowisk. Około 1530 roku, łatwo dostępne złoża w obu prowincjach skończyły się. Popyt na torf ciągle rósł, więc wynikiem, jednoczesnego wzrostu zapotrzebowania ze spadającą podażą, były oczywiście błyskawicznie rosnące ceny brązowego paliwa.

Wydobycie Torfu Przyśpiesza: Kopanie Poniżej Zwierciadła Wód Gruntowych

Kopacze torfu w odpowiedzi na tę sytuację opracowali noże narzędzie, zwane „bahherbeugel” (podbierak do oczyszczania kanałów na długim kiju wyposażony w ostrze). Dzięki niemu, kopacze były w stanie z łodzi, ciąć na kawałki znajdujący się pod wodą torf i wydobyć go na powierzchnię. Technika ta, nazwana „slagturven”, ogromnie powiększyła dostępne zasoby torfu.

Pokłady torfu w Amsterdamie i Utrechcie sięgały 4,5 metra grubości, jednak z powodu wysokiego poziomu zwierciadła wód gruntowych (stąd nazwa Niderlandy czyli „ziemie położone niżej”, przyp tłum.), tylko wierzchnia warstwa mogła być zebrana za pomocą standardowych technik. Głębsze wykopy doprowadziłby do zalania terenu i odcięcia dostępu do surowca.

Zdjęcie: Kopanie torfu poniżej zwierciadła wód gruntowych.

Dzięki baggerbeugel’owi można było kopać torf spod wody, a więc teraz, całe złoże stawało się dostępne. Istnieją dowody świadczące o tym, że nowe narzędzie znano we Flandrii już dwa wieki wcześniej i wiedza o nim dopiero później dotarła na Północ (na północ Niderlandów, przyp. tłum.).

Zintensyfikowana produkcja torfu niosła ze sobą dodatkowe koszta. Sam proces kopania się nie skomplikował, przybyło za to nowych czynności, niezbędnych do pozyskania paliwa spod poziomu wody gruntowej. Przez dużą zawartość wody, szlamowaty torf trzeba było rozkładać na ziemi (jeszcze nieobdartej z torfu) w wąskich, długich pasach. Następnie, wodę trzeba było wycisnąć, a robili to ludzie, mocując do swoich chodaków drewniane deski i chodząc po urobku. Dopiero wtedy można było torf pociąć w kostki i ułożyć do wyschnięcia.

Ilustracja: Chodaki kopacza torfu. Autor: [MOT](http://www.mot.be)

Koszt Środowiskowy: Ląd Zamienia Się W Wodę

Co gorsza, za nową techniką poszły ogromne zniszczenia w środowisku i straty terenów rolnych. Tam, gdzie torf wydobywano poniżej poziomu wody, grunt znikał pod wodą. Jest to ironia losu, że kraj, który włożył za pomocą wiatraków tyle wysiłku w wydarcie morzu tak potrzebnej mu ziemi, tracił ją przez głód energii. Każdego roku, z powodu produkcji torfu około 115 do 230 hektarów lądu znikało pod morskimi falami. W wyeksploatowanych torfiarniach powstawały jeziora, pokrywające znaczne powierzchnie Holandii i Utrechtu.

W sumie, w wyniku kopania torfu, morze zajęło 60 tysięcy hektarów lądu w Holandii i Utrechcie – prawie 10% ich całkowitej powierzchni lądowej.

Tylko podłużne pasma ziemi, używane wcześniej do suszenia torfu, wystawały nad wodę. Historyk Jan de Vries, wspomina jak teren pomiędzy Amsterdamem, Rotterdamem i Utrechtem: „[…]nabrał wyglądu szwajcarskiego sera, z wielką ilością wypełnionych wodą pustych torfiarni, które dzieliły jedne od drugich, zaledwie wąskie paski bezbronnej ziemi, na której rozrzucone były zabudowania porzuconych gospodarstw”.

Ilustracja: Kopanie torfu doprowadziło do powstania śródlądowego morza o powierzchni 17 tys. hektarów, które zalało wiele wiosek.

Niektóre z tych jezior wciąż można znaleźć w niderlandzkim krajobrazie. Zdjęcie powyżej, przedstawia “Nieuwkoopse Plassen" w Holandii, dzisiaj rezerwat przyrody o powierzchni 1.4 tysiąca hektarów. Inne przykłady to “Loosdrechtse plassen” i “Vinkeveense plassen” w prowincji Utrecht. Nie rzadko, nawet wąskie pasma lądu (pozostawione żeby schnął na nich torf) w końcu również były przekopywane, albo po prostu zmywane do wody podczas burz i sztormów.

W pewnym momencie to zjawisko wymknęło się spod kontroli i pod wodą zaczęły znikać całe wioski. Historyk J.W. De Zeeuw pisze: “Około roku 1600, jeziora [te] zajmowały większość terenów pomiędzy rzekami Oude Rijn, Gouwe i Hoallandse Ijssel, zagrażając miejscowościom Zevenhuizen, Moerkapelle i Waddinxveen. W roku 1630 kościół w Jacobswoude, na północ od Oude Rijn, został rozebrany, ponieważ wioska w której stał zniknęła w stworzonych przez ludzi, otaczających je wodach jezior.”

Ilustracja: Kopanie torfu stworzyło śródlądowe morze o powierzchni 17 tys. hektarów, które zalało wiele wiosek.

Na przestrzeni wieków kopanie torfu doprowadziło do połączenie dwóch dużych jezior (Haarlemmermeer i Leidsemeer) i kilku mniejszych, tworząc śródlądowe morze o powierzchni 17 tys. hektarów, które zatopiło wiele wiosek (Niuewerkerk, Rijk, Vijfhuizen, i część Aalsmeer – zobacz mapę powyżej). Ten zbiornik wodny – zwany wśród miejscowych jako „wilcza woda” - w XVIII wieku zagrażał położonym w pobliżu miastom Haarlem, Lejda i Amsterdam, które wtedy nawet nie leżały na polderach (czyli poniżej poziomu morza, przyp. tłum.).

Władze publiczne, przerażone stratą gruntów rolnych – i spadkiem związanych z nimi podatków – starały się zatrzymać kopaczy torfu, nakładając na nich w XVI wieku zakaz eksportu kopaliny i restrykcje dotyczące wydobywania go poniżej zwierciadła wód gruntowych. Ponieśli porażkę. Kopanie torfu przynosiło większe zyski niż uprawa roli. W sumie, w wyniku kopania torfu, morze zajęło 60 tys. hektarów lądu w Holandii i Utrechcie – prawie 10% ich całkowitej powierzchni lądowej.

Produkcja Torfu Przenosi Się Na Północ: Kopanie Kanałów

Kiedy pod koniec XVI wieku, dominacja gospodarcza w regionie zaczęła przenosić się z Flandrii i Brabancji do Holandii, znów można było zaobserwować znaczący wzrost zapotrzebowania na energię. Pomimo zniszczenia środowiska, kopanie torfu spod wody było ciągle kontynuowane w siedemnastowiecznej Holandii i Utrechcie w skali średnio 200 hektarów rocznie. Jednak było to za mało, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie i ceny torfu znów poszły do góry.

Ilustracja: Kopanie torfu w północnych prowincjach.

W wyniku tego, poczynając od 1580 roku, zainteresowanie kopaczy przeniosło się na wyżej położone torfowiska w północnych prowincjach Fryzji, Groningen i Drenthe, oddalonych o 200-250 kilometrów (patrz mapa powyżej). W XVII wieku, produkcja torfu z tych prowincji sięgnęła średnio 400 hektarów rocznie. Większość urobku eksportowano do Holandii.

Jednak eksploatacja tych złóż była zupełnie innym przedsięwzięciem, ponieważ w regionie było tylko kilka, nielicznych kanałów wodnych. Przetransportowanie torfu, najpierw do Zuiderzee, a do dopiero później do Holandii i Utrechtu, byłoby niezwykle kosztownym przedsięwzięciem ze względu na dostępne opcje transportu lądowego tamtych czasów. Żeby móc zagospodarować wysokie torfowiska Północnych Prowincji, należało wykopać rowy i kanały, a to wiązało się z dużymi inwestycjami.

Zdjęcie: Suszący się torf.

Posłuchajmy znowu Jana De Vries: „Efekt był taki, że zamiast licznych, indywidualnych kopaczy torfu pracujących na małej parceli ’laagveen’ [torfowisko niskie], torf z ‘hoogveen’ [torfowisko wysokie] wydobywany był przez konsorcja inwestorów (miejskich biznesmenów z zachodnich miast), którzy stwierdzili, że sytuacja na rynku jest sprzyjająca do inwestycji w wykupywanie rozległych, niezamieszkanych mokradeł, wykopanie długich kanałów [prowadzących] do torfowisk i zatrudnienia armii kopaczy”.

„Torf produkowali miejscy biznesmeni z zachodnich miast, którzy stwierdzili, że sytuacja na rynku jest sprzyjająca do inwestycji w wykupywanie rozległych, niezamieszkanych mokradeł, wykopanie długich kanałów do torfowisk i zatrudnienia armii kopaczy”.

Mapy pokazują, że w odpowiedzi na rozrastający się przemysł wydobywczy w Północnych Prowincjach, zaczęto od lat 80tych XVI wieku kopać rozległą sieć kanałów wodnych. W regionach wysokich torfowisk Groningen i Wschodnim Drenthe, budowa kanałów trwała nieprzerwanie od 1580 do 1650 roku, co pozwoliło udostępnić największe złoża torfu. Około 30 tysięcy hektarów torfowisk stało się gotowych do eksploatacji.

W regionach wysokich torfowisk Zachodniego Drenthe, Fryzji i Overijsell, budowa kanałów trwała od 1600 do 1670 roku, nacelowana na sięgnięcie po kolejne 30 tysięcy hektarów cennego surowca. Szacuje się, że w sumie około 700 kilometrów kanałów wodnych, nastawionych głównie na transport torfu, zostało wykopanych w Północnych Prowincjach. Wiele z nich przetrwało do dziś, dając czasem zaskakujące efekty jak np. miasta bez dróg.

Ilustracja: Mapa systemu kanałów wodnych zbudowanych do transportu torfu na północy Niderlandów.

Wcześniej we Flandrii i Brabancji również kopano kanały służące produkcji torfu, lecz głównymi graczami w tym biznesie były klasztory, które zorganizowały kopanie torfu na duża skalę, wykupując grunty i zatrudniając kopaczy. Od początku XIV wieku, w Brabancji i Północno-wschodniej Antwerpii wykopano 20 kanałów, ponad 16 metrów na poziomem morza, każdy o długości od 10 do 20 kilometrów.

Główny kanał, który łączył porty eksportowe z terenami wydobycia, osiągnął długość całkowitą 320 km. Stawiano nawet akwedukty nad strumieniami, żeby kanały mogły je przekroczyć. W Północnych Prowincjach Niderlandów całkowita długość kanałów osiągnęła co najmniej 700 kilometrów.

Kopanie Torfu Kontra Rolnictwo

Eksploatacja wysokich torfowisk na Północy nie zawsze prowadziła do utraty gruntów rolnych, tak jak działo się to na Południu. Spółki wydobywcze, po zakończeniu wydobycia, zmieniały niektóre torfowiska na tereny rolne.

Jan De Vries tak o tym pisze: „Kiedy już warstwa torfu została zdarta, przedsiębiorstwa te miały interes w tym, aby zrobić użytek z właśnie odsłoniętych gleb. Ponieważ gleba leżała ponad zwierciadłem wód gruntowych, to koszt przemiany jej na produktywne tereny rolne wiązał się głównie z koniecznością zabezpieczenia warstwy wierzchniej gleby (w torfowiskach wysokich jakość torfu była niska), więc można było go [torf wcześniej zdjęty] ponownie rozprowadzić po powierzchni, znacząco nawożąc nową glebę. Tak właśnie działo się w Groningen, gdzie stolica prowincji wspomagała rozwój rolnictwa na wysokich torfowiskach dostarczając im „nocną glebę”.”

Ilustracja: Bardziej szczegółowy widok na kanały wykopane do produkcji torfu.

Nowo powstały system kanałów do transportu torfu dla Holenderskiego przemysłu na Południu pozwalał, również rolnictwu, tanio przewozić swoje towary. Sama wieś nie byłaby w stanie wyłożyć pieniędzy na taką inwestycję. Jednak, owoce wysiłków na rzecz powiększenia terenów rolnych (chodzi o wydzieraniu gruntów morzu, przyp. tłum.), w niektórych częściach kraju, nie pokrywały dużo większych strat gruntów wynikłych z powodu kopania torfu.

Niewiele torfowisk w Groningen przekształcono na pola uprawne podczas Złotej Ery – dopiero pojawienie się nawozów sztucznych, po koniec XIX wieku, pozwoliło na wielkoskalową rekultywację terenów. We Fryzji, gleby leżące pod warstwą torfu słabo nadawały się pod uprawę, a kopanie torfu pozostawiło po sobie rozlegle jeziora, które przetrwały do dziś. Tak, jak wspominaliśmy o tym wcześniej, duże połacie lądu na południu kraju zniknęły pod morskimi falami.

W efekcie Niderlandy, w przeciwieństwie do innych państw europejskich tego okresu, były uzależnione od importu żywności. Hodowano tutaj warzywa, produkowano nabiał i mięso, jednak około połowy spożywanych zbóż (najważniejszego pożywienia) była dostarczana z krajów Bałtyckich (głownie z Polski, przyp. tłum.) - co drogo kosztowało.

Konsumpcja Energii Na Osobę

Holendrzy do początku XX wieku ogołocili z torfu szacunkowo 283,500 hektarów torfowisk, czyli blisko 10% całkowitej lądowej powierzchni Niderlandów. Co ciekawe, jedna trzecia całkowitego wydobycia przypadła na czasy epoki przemysłowej, czyli ostatnie 100 lat wielowiekowej tradycji kopania torfu, a to dzięki zastosowaniu mechanicznych koparek zasilanych węglem. Przemysłowe wydobycie torfu zakończyło się w 1950 roku.

Jeśli za początek epoki przemysłowej, a w Holandii zaczęła się ona dosyć późno, przyjmiemy rok 1850 rok, to wydobycie torfu od roku około 1300 do roku 1850 szacuje się na ponad 190 tysięcy hektarów, z czego około 70 tysięcy hektarów wyeksploatowano w XVII i XVIII wieku, co mniej więcej, pokrywa się z okresem Niderlandzkiej Złotej Ery.

Wszystkie te liczby pochodzą z opracowania W. De Zeeuw’a - „Torf i Holenderska Złota Era” z 1978 roku (patrz materiał źródłowy). Inny autorzy, np. Jan de Vries, w nowszych opracowaniach szacują wydobycie na wyższe, podając, że od początku XVII wieku przekopano około 275 tysięcy hektarów torfowisk, co równa się prawie całości zasobów torfu w Holandii.

Ilustracja: Produkcja torfu w Holandii. Legenda: „Low peat” - torfowiska niskie, „High peat” torfowiska wysokie.

W. De Zeeuw starał się obliczyć ile energii znajdowało się w wydobytym torfie, opierając się na średniej miąższości warstw torfu w stanie suchopowietrznym. Według niego, w XVII wieku Holendrzy rocznie spalali brązowego paliwa o zawartości energetycznej równej 25,120,800 GJ. Przy populacji 1.5 miliona osób, wychodzi po 16.75 GJ energii na osobę rocznie.

Inni autorzy doszli do podobnych wyników, wahających się od 13.4 do 19.3 GJ torfu na osobę rocznie. Jest to podobna ilość energii, jaką dzisiaj zużywają ludzie w dziesiątkach biednych krajów (chociaż niektórzy nie osiągają nawet 10 GJ na osobę rocznie). Średnie światowe zużycie energii na osobę rocznie wyniosło 76.6 GJ w 2008 roku, tylko 4.5 raza więcej niż zużywał siedemnastowieczny Holender (teraz Holendrzy konsumują około 198 GJ/osobę – rok 2020). Trzeba mieć jednak na uwadze, że liczba 16.75 GJ/osobę rocznie, dotyczy tylko zużycia torfu i nie uwzględnia innych źródeł energii takich jak drewno, wiatr, praca zwierząt, węgiel drzewny i węgiel kamienny.

Urbanizacja I Industrializacja W XVII Wiecznej Holandii

Tak wysokie zużycie energii w XVII Holandii było europejskim ewenementem, jednak to samo, możemy powiedzieć o poziomie jej dobrobytu i tempie urbanizacji i uprzemysłowienia.

Ponad 60% Holendrów mieszkało w tym czasie w miastach, w porównaniu do średnio 10% w większości pozostałych krajów europejskich końca XVII wieku. Podobny poziom urbanizacji został osiągnięty w innych krajach Europu dopiero na przełomie XX wieku. (W Europie wschodniej, np. w Polsce, dopiero na przełomie XXI wieku, przyp. tłum.).

Podobnego rozwoju miast doświadczyły Flandria i Brabancja w XVI wieku, kiedy to 30% procent ludności zamieszkiwała miasta o ilości mieszkańców powyżej 10 tysięcy. W latach 1600-1720 Holendrzy odnotowali najwyższy dochód na głowę na świecie - co najmniej, dwa razy wyższy od sąsiadów i około pięć razy wyższy od ówcześnie najbiedniejszych krajów świata.

Ilustracja: Amsterdam w 1662 roku.

Eksploatacja torfowisk północnych prowincji Niderlandów, rozpoczęta w latach 80tych XVI wieku, dała Holendrom łatwo dostępne źródło taniej energii – reszta Europy w tym czasie musiała zadowolić się drewnem, które, razem z postępującym wylesianiem, stawało się coraz droższe. Bogate zasoby paliwa pobudziły rozwój różnych, energointensywnych gałęzi przemysłu nastawionych na eksport.

Ponad 60% Holendrów mieszkało w tym czasie w miastach, w porównaniu do średnio 10% w większości pozostałych krajów europejskich końca XVII wieku.

Wiele zakładów wytwórczych istniało jedynie dzięki obfitym i tanim zasobom energii termicznej. Tak było np. w przypadku rafinacji cukru - proces całkowicie oparty na energii cieplnej. Cukier stał się jednym z najważniejszych towarów siedemnastowiecznego świata, a Amsterdam objął pozycję największego producenta cukru w 1650 roku. Ponad połowa, z dwustu europejskich przetwórni cukru, znajdowała się w Niderlandach, i wszystkie z nich rafinowały surowiec importowany z Karaibów i Ameryki Południowej.

Tak samo zależna, od potężnych nakładów energii cieplnej, była produkcja soli. Sól była niezbędna do konserwacji mięsa, ryb i nabiału, zanim pojawiły się elektryczne chłodziarki. W Niderlandach w 1674 roku działało 293 tężni soli, większość z nich skoncentrowana w Holandii, a wszystkie one rocznie spalały 800 ton torfu.

Około sześćdziesięciu zakładów produkowało sól na potrzeby konserwacji śledzi w beczkach - kolejnego ważnego produkty eksportowego. Co więcej, miasto Haarlem stało się centrum bielenia niemieckiego lnu, a to kolejny z procesów całkowicie opartych na energii cieplnej. Ikoniczny holenderski wiatrak, nie służył żadną, bezpośrednią pomocą w ani jednej z tych gałęzi przemysłu.

Ilustracja: Wypalanie cegieł zasilane torfem jako paliwem.

Sukces wielu innych sektorów przemysłu wynikał z połączenia energii torfu i siły wiatru. Najlepszym przykładem jest przemysł stoczniowy. Holandia została europejskim liderem budowy statków w XVII wieku.

Od roku 1625 do 1700, holenderskie stocznie wypuszczały rocznie z doków do 500 nowych statków, zamawianych często przez zagraniczne potęgi. Drewno na statki cięto w zaawansowanych technicznie tartkach napędzanych energią wiatru, które wynaleziono w 1596 roku. Spalanie torfu dostarczało energii cieplnej, potrzebnej w takich procesach jak gięcie desek, topienie smoły i kucie elementów żelaznych.

Oprócz tego, torf przynosił inne ważne, lecz niebezpośrednie korzyści. Chociaż kopanie torfu na masową skalę, nie uchroniło Niderlandów od importu sporych ilości drewna, to torf zaspokajał przynajmniej zapotrzebowanie na ciepło, dzięki czemu, praktycznie całe importowane drewno było używane wyłącznie jako materiał konstrukcyjny.

W ten sposób, holenderski przemysł osiągał znacznie wyższe stopy zwrotu, niż w sytuacji, kiedy musiałby używać drewna jako paliwa oraz sprawił, że Holendrzy byli mniej narażeni na rosnące ceny drewna. Torf stanowił podstawowy opał w domach i budynkach publicznych. Tylko bardzo bogaci obywatele mogli sobie pozwolić na drewno opałowe, które było bardzo drogie, ale jednak produkowało mniej dymu i zanieczyszczeń.

Dlaczego Torfu Używano Tylko W Niderlandach?

Niderlandy nie były jedynym europejskim regionem, który doświadczył poważnych niedoborów drewna pomiędzy XII a XVIII wiekiem. Co więcej, torfowiska można znaleźć w wielu miejscach Europy, np. na północ od Alp, jednak inne kraje nie postanowiły rozwiązać problemu własnych niedoborów energetycznym kopiąc torf. Dlaczego tak się stało?

Dla tych „przedprzemysłowych” krajów, wartość zasobów energii była raczej uzależniona od kosztów transportu surowca, a nie od kosztów jego pozyskania. Nie ma w historii świata okresu, w którym pojawiłyby się globalne, kontynentalne, czy nawet krajowe, niedobory drewna. Problem ten był zawsze lokalny, powstały w wyniku wycinki drzew wokół miejskich i przemysłowych ośrodków.

Transport lądowy – kiedy w Europie utwardzone Rzymskie drogi odeszły do przeszłości - opierał się na wozach ciągniętych po złych, nieutwardzonych drogach. Było to nadzwyczaj powolne, pracochłonne, drogie i ograniczone do krótkich dystansów (najwyżej 20-25 kilometrów) zajęcie, pomiędzy kopalnią, a miejscem zbytu. Tylko transport wodny, aż do pojawienia się lepszych dróg i kolei, był realną alternatywą w przemieszczaniu towarów. W czasach przedprzemysłowych napędzany był wiatrem, ale również siłą ludzkich i zwierzęcych mięśni, czy to dzięki wiosłom i drągom, czy dzięki holowaniu kanałami wzdłuż ścieżek holowniczych. Był to znacznie sprawniejszy sposób transportu w porównaniu do ślamazarnych wozów, co chwila łamiących drewniane ośki na dziurach i grzęznących w błocie.

Zdjęcie: Transport torfu.

Jedno spojrzenie na mapę Niderlandów natychmiast wyjaśnia, dlaczego ten region mógł sobie pozwolić na transport torfu na tak duże dystanse: jest wzdłuż i wszerz poprzecinany jeziorami i rzekami. Z Groningen i Fryzji, z najbardziej północnej części dzisiejszej Holandii, można przepłynąć łodzią (dosłownie) prosto do Amsterdamu, Utrechtu, Rotterdamu oraz Antwerpii, do Brukseli, Gandawy i Brugii leżących w dzisiejszej Belgii. Żaden inny region Europy nie ma tak rozbudowanej sieci dróg wodnych.

Co więcej, region ten jest wietrzy i płaski, oferując świetne warunki do żeglowania – a wylesienia jeszcze bardziej je poprawiło. Co ważne, Niderlandy leżą nisko nad poziomem zwierciadła wód gruntowych – tak samo jak torfowiska. Kopanie kanałów w regionach zasobnych w torf, i łączenie ich zresztą istniejącej rozległej, naturalnej sieci dróg wodnych, było względnie proste. Ponieważ naturalne drogi wodne dawały dostęp do wszystkich ważniejszych miast regionu, torf mógł być transportowany bezpośrednio z torfiarni pod drzwi miejskich konsumentów. Można było praktycznie wykluczyć transport lądowy, a przez to utrzymywać niskie ceny przedsięwzięcia.

Transport lądowy był nadzwyczaj powolny, pracochłonny, drogi i ograniczony praktycznie do krótkich dystansów pomiędzy kopalnią, a miejscem zbytu.

W większości pozostałych krajów, złoża torfu leżały zbyt wysoko ponad poziomem wód gruntowych, przez co budowanie kanałów byłoby znacznie droższe niż w Niderlandach. Nie rzadko, miasta i ośrodki przemysłowy leżały za daleko potencjalnych złóż torfu i nie miały dostępu do dróg wodnych. To wyjaśnia, dlaczego wielkoskalowe wydobycie torfu w innych regionach Europy i w USA zaczęło się dopiero pod koniec XIX wieku, kiedy torf można było przewozić koleją albo spalać na miejscu produkując elektryczność (którą to łatwiej się „transportuje”).

Węgiel i Koniec Holenderskiej Złotej Ery

Torf nie był jedynym z paliw kopalnych używanych w Europie w drugim tysiącleciu naszej ery. Węgiel kamienny zaczęto wydobywać już z w XIII wieku w Anglii, Walii i w regionie, który dzisiaj jest francuskojęzyczną częścią Belgii. Czarne paliwo szybko stało się pożądane w całej Europie, ponieważ świetnie sprawdzało się w niektórych procesach przemysłowych, w szczególności w metalurgii i wypalaniu wapna.

Wydobycie węgla na większą skalę rozpoczęło się w XV wieku. W roku 1430, od 1 600 do 2000 osób pracowało w przemyśle wydobywczym węgla kamiennego w Liège (dzisiejsza Belgia). Od XVI wieku, wydobycie węgla szybko przyśpieszało. W Londynie, który wówczas był jednym z najludniejszych miast Europy, węgiel kamienny był szeroko wykorzystywany w przemyśle i do ogrzewania domów i gotowania.

Zdjęcie: Piec.

Na początku XVII wieku, kiedy Holandia wchodziła w okres swojej Złotej Ery, węgiel stanowił trzy czwarte spalanego w Londynie paliwa, co skutkowało znacznym zanieczyszczeniem powietrza. Węgiel kamienny podczas spalania uwalnia znacznie więcej zanieczyszczeń niż drewno, dlatego wcześniej był w Anglii zakazany. Jednakże, dotkliwe niedobory drewna opałowego, które Anglicy zaczęli odczuwać już na początku XVI wieku, nie pozostawiały Londyńczykom większego wyboru, jak tylko spalać brudne, ale za to dostępne w obfitości, paliwo. Z powodów wymienionych wcześnie, nie było możliwości kopania torfu.

Krytyczna Rola Produkcji Żelaza

Z początku, torf miał wiele zalet na węglem kamiennym przez co Anglicy, dosyć wcześnie korzystający z czarnego paliwa, nie osiągnęli przewagi gospodarczej nad siedemnastowiecznymi Niderlandami. Węgla nie można było użyć w większości ówczesnych procesów przemysłowych, ponieważ podczas spalania wchodził w reakcje chemiczne z innymi składnikami. Znajdujące się w nim zanieczyszczenia – przede wszystkim siarka – niszczyła produkt wyjściowy. Tylko w procesach, w których można było oddzielić spalany węgiel od kontaktu z innymi składnikami, węgiel kamienny skutecznie zastąpił drewno.

Na początku XVII wieku, węgiel stanowił trzy czwarte spalanego w Londynie paliwa, co skutkowało znacznym zanieczyszczeniem powietrza.

Dzięki swojej niskiej zawartości siarki, torf nie sprawiał takich problemów i Holendrzy mogli go wykorzystać w prawie wszystkich procesach przemysłowych opartych na energii termicznej. Z czasem jednak Anglicy udoskonalali swoje technologie i powoli adaptowali procesy przemysłowe do użycia węgla kamiennego, zamiast drewna i węgla drzewnego. Z każdym kolejnym krokiem, Anglicy pomału doganiali Holendrów. Punkt zwrotny tej pogoni miał miejsce w XVIII wieku, kiedy to ostatni – i najważniejszy – proces przemysłowy został przystosowany do spalania węgla: wytop żelaza.

Ilustracja: Piec hutniczy.

Koks - czyli oczyszczony węgiel kamienny - był kamieniem milowym, od którego w świecie zachodnim rozpoczęła się rewolucja przemysłowa. (Chińczycy odkryli proces koksowania już w XII wieku naszej ery). Od tej pory, wykorzystanie żelaza jako materiału konstrukcyjnego nie było już ograniczone dostępnością drewna. Spalanie torfu nie pozwala osiągać temperatur tak wysokich jak spalanie węgla kamiennego, więc nie można było go użyć do wytopu żelaza ani do zasilania silników parowych (Holendrzy nigdy nie produkowali żelaza, zawsze je importowali). Co więcej, węgiel jest czterokrotnie gęstszy energetycznie od torfu, przez co łatwiej go transportować i składować. Żelazo i silnik parowy rozpoczęły w Anglii erę kolei, rozwiązując problem transportu czarnego paliwa lądem. Kolej okazała się ponadto szybszym i bardziej elastycznym środkiem transportu od barek pływających po kanałach.

Wyczerpanie Dostępnych Złóż Torfu.

Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy Angielski krajobraz zaczęły przecinać linie kolei żelaznych, najłatwiej dostępne holenderskie złoża torfu wyczerpały się. Dodatkowo, rosnącym problemem stało się zamulanie płytkich dróg wodnych i portów, podnoszące jeszcze bardziej koszty wydobycia brązowego paliwa. Coraz więcej i więcej, pojawiało się w kanałach mielizn, przez które barki z torfem musiały zostać przeciągnięte.

Podobny los spotkał kilka wieków wcześniej Brugię. Unikalne położenie geograficzne Niderlandów, pozwalające na wczesne, masowe użycie paliw kopalnych, z czasem stało się dotkliwym ciężarem. Kończące się zasoby torfu, i coraz większe problemy transportowe, prowadziły do wzrostu cen paliwa do momentu, kiedy bardziej opłacało się importować węgiel kamienny.

Zdjęcie: Kopanie torfu w Rotterdamie, rok 1918.

Żeby przeciwdziałać drożyźnie i ratować gospodarkę, Holandia zaczęła importować węgiel. Wszędzie tam, gdzie było to możliwe, przemysł zaadaptował się do nowego, tańszego paliwa. Eksport angielskiego węgla do Holandii wzrósł z 32.200 ton w 1700 roku, do 117.900 ton około 1750 roku.

Import węgla działał na niekorzyść holenderskiego przemysłu, ponieważ Anglicy nakładali stosowne taryfy na sprzedawany węgiel. Gospodarka Holandii zaczęła podupadać. Import zboża stał się zbyt drogi i rozpoczął się proces powolnej dezurbanizacji - ludzie zaczęli wracać z miast na wieś, żeby zająć się rolą. Do roku 1815, odsetek ludzi zamieszkujących holenderskie miasta spadł z 60 do 38 procent.

Czy Społeczeństwo Może Prosperować Na Energii Odnawialnej?

Od XII wieku do początku Rewolucji Przemysłowej, wszędzie tam, gdzie w Europie powstał dobrze prosperujący przemysł, przyczyniło się do tego przedprzemysłowe wykorzystanie węgla i torfu. Flamandia, Holandia i Anglia, jedna po drugiej, stawały się najlepiej prosperującymi regionami Europy z chwilą, kiedy zaczęły spalać duże ilości paliw kopalnych.

Innymi słowy, każdy sukces gospodarczy ubiegłego tysiąclecia bazował na wielkiej ilości paliw kopalnych, a co za tym idzie, poważnym zniszczeniu środowiska. Co więcej, wspomniane kraje produkowały wiele towarów na eksport, a więc (niebezpośrednio) inne regiony świata również korzystały z paliw kopalnych.

Wszystkie cudy gospodarcze ubiegłego tysiąclecia bazowały na wielkiej ilości paliw kopalnych, a co za tym idzie, poważnym zniszczeniu środowiska.

To wszystko nie oznacza, że niemożliwym jest stworzenie dobrze prosperującego społeczeństwa opartego w stu procentach na źródłach energii odnawialnej. Możemy teraz, dzięki dobrym drogom i efektywnym środkom transportu, przewozić biomasą na znacznie większe dystanse. Nie mówię teraz o autostradach i napędzanych dieslem ciężarówkach, ale o pociągach, drogach szutrowych, tramwajach towarowych, rowerach cargo, lekkich pojazdach elektrycznych w regionach płaskich oraz napowietrznym transporcie linowym i kolejkach linowych w regionach górskich.

Co więcej, dzisiaj dysponujemy nowym, niedostępnym wcześniej sposobem wykorzystywania mocy słońca, dzięki któremu możemy uzyskać ogromne ilości energii cieplnej – solarnej energii termicznej. (Przeczytaj artykuł: „Świetlana przyszłość słonecznych fabryk termalnych”). Zalety ciepła słonecznego i skoncentrowanej energii słońca znane są od stuleci, ale materiały i procesy przemysłowe, potrzebne do zastosowania ich na większą skalę, stały się dostępne dopiero pod koniec XIX wieku. To samo tyczy się energii geotermalnej, której potencjał nie mógł do tej pory zostać wykorzystany z powodu braku odpowiednich materiałów i technologii.

To oczywiste, że dobrobytu ośmiu miliardom ludzi nie zapewnimy technologią przedprzemysłową. Kluczem do sukcesu będzie dobór najlepszych technologii ery przemysłowej i odrzucenie reszty.

Materiał źródłowy:

“Energiemarkten en energiehandel in Holland in de late middeleeuwen”, Charles Cornelisse, 2008.
“Peat and the Dutch golden age” (.pdf), J.W. de Zeeuw, 1978.
“The First Modern Economy: Success, Failure, and Perseverance of the Dutch Economy, 1500-1815”, Jan de Vries, 1997.
“The Economy of Europe in an Age of Crisis, 1600-1750”, Jan De Vries, 1976
“Verdwenen venen. Een onderzoek naar de ligging en exploitatie van thans verdwenen venen in het gebied tussen Antwerpen, Turnhout, Geertruidenberg en Willemstad. 1250-1750”, K.A.H.W. Leenders, 1989 (English summary). - “Peat and Canals” (.pdf), Michiel A.W. Gerding
“Meeten, boren en besien: turfwinning in de buitenrijnse ambachten van het Hoogheemraadschap van Rijnland 1680-1800”, A.J.J. van’t Riet, 2005
“Delfstoffen, machine- en scheepsbouw”, in “Geschiedenis van de techniek in Nederland”, H.W. Lintsen, 1993.
“Het verloren technisch paradijs”, in “Geschiedenis van de techniek in Nederland”. H.W. Lintsen, 1993.
“Vervening”, “Turfsteken”, “Veen”, “Slagturven”, “Baggerbeugel”, Dutch Wikipedia.
“Canals and energy. The relationship between canals and the extraction of peat in the Netherlands 1500-1950” (.pdf), Michiel A.W. Gerding, in “Peatlands”, February 2010.
“The Rise of Commercial Empires: England and the Netherlands in the Age of Mercantilism, 1650-1770!, David Ormrod, 2003
“A Forest Journey: The Story of Wood and Civilization”, second edition, John Perlin, 2005
“The Making of Urban Europe, 1000-1994!”, Paul M. Hohenberg & Lynn Hollen Lees, 1985
“Urban World History: an Economic and Geographical Perspective.: An article from: Canadian Journal of Regional Science!”, Luc-Normand Tellier, 2009
“Peatlands and climate change” (pdf), International Peat Society, 2008
“The Dutch Republic in the Seventeenth Century: The Golden Age!”, Maarten Roy Prak, Diane Webb, 2005.
“The Rise of the Amsterdam Market And Information Exchange: Merchants, Commercial Expansion And Change in the Spatial Economy of the Low Countries, C.1550-1630”, Clé Lesger, 2006.
“Turf fires -burning peat”. Old and Interesting.
“The Mother of All Trades: The Baltic Grain Trade in Amsterdam from the Late 16th to the Early 19th Century!”, Milja van Tielhof, 2002.
“Energy transitions: history, requirements, prospects”, Vaclac Smil, 2010.