Używamy energii, kiedy rano bierzemy ciepły prysznic. Używamy mydła i ręcznika, które zostały wyprodukowane w fabryce przy użyciu energii. Cegły, beton i okno w twoim pokoju – wytworzenie tego wszystkiego również wymagało energii. Nasze ubrania i buty również wytworzone dzięki energii. Energia leży u podstawy wszystkiego co robimy: prawie każda aktywność wymaga paliwa lub elektryczności.

Termin energia ma w rzeczywistości tak szerokie znaczenie, że trudno sformułować klarowną definicję. Słowo energia wywodzi się ze starożytnej greki i oznacza „działanie”. W potocznym języku osoby mające duży wpływ na otoczenie określa się energicznymi. W podręcznikach do fizyki możemy spotkać wiele definicji. Najczęściej przeczytamy że:

• energia to wielkość skalarna (liczba) charakteryzująca stan w jakim znajduje się ciało (lub wiele ciał), lub
• energia jest miarą zdolności układu fizycznego (materii) do wykonania pracy.

Energia występuje w wielu postaciach i każda postać wyraża się innym wzorem. Fascynującą własnością energii jest wieczność i niezmienność. Energii nie powstaje z niczego i nie obraca się w nicość – może tylko zmieniać swoją postać. Skąd więc się wzięła? Odpowiedzi na to pytanie należy szukać na pograniczu fizyki, filozofii i religii.

Przykłady form energii:

• energia mechaniczna – związana z ruchem; jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej,
• energia cieplna – związana z chaotycznym ruchem atomów – jej miarą jest temperatura,
• energia elektryczna – związana z układem ładunków elektrycznych; elektrodynamiczna – jeśli ładunki się poruszają, lub elektrostatyczna – jeśli pozostają w spoczynku.
• energia chemiczna – uwalniana podczas rozrywania cząsteczek,
• energia jądrowa – związana z różnicami w energii wiązania poszczególnych jąder atomowych.

Łańcuch przemian energetycznych w elektrowni cieplnej (węglowej). Pierwotnym źródłem jest tu energia chemiczna paliwa (węgla) uwalniania w procesie spalania. Sprawność elektrowni węglowych oscyluje wokół 40%

Energia jest dla nas dostępna dzięki źródłom energii, takim jak drzewo, wiatr, jedzenie, węgiel czy też ropa. Obfitość i szeroki dostęp do tych źródeł decyduje o rozwoju naszej cywilizacji. Bez energii nie ma radia, telewizji, komputerów, telefonów. Wyobraź sobie że musisz gromadzić drzewo na opał, dzięki któremu ogrzejesz dom, przygotujesz posiłek, ogrzejesz wodę, że wszędzie chodzisz na pieszo… Nasza cywilizacja potrzebuje więc energii by się rozwijać.

Światła wielkich miast – obraz złożony ze zdjęć satelitarnych. Energia elektryczna jest powszechnie wykorzystywana do oświetlenia (kliknij zdjęcie aby powiększyć). Źródło: nasa.gov

Do wytworzenia całej energii którą zużywamy (zawierającej elektryczność, energię spalania ropy itd.) używając siły mięśni potrzebowalibyśmy 100 ludzi lub 10 koni pracujących na nas non stop (24 godziny na dobe, 7 dni w tygoniu). Energia prądu płynącego w gniazdkach naszych domów ma moc wielu koni.

Wodospad, litografia M.C. Eschera, 1961 r. Według słów artysty „spadająca woda porusza koło młyńskie a następnie przepływa przez nachylony kanał między dwiema wieżami, prowadzący zygzakiem do miejsca, gdzie znowu zaczyna się wodospad. Młynarz musi tylko od czasu do czasu dolać wiadro wody, aby uzupełnić ubytek spowodowany odparowaniem”. Prawdziwe perpetum mobile? Niestety, zasada zachowania energii wyklucza możliwość istnienia perpetum mobile – układu izolowanego który bez przerwy dostarczałby energię.

Skąd się bierze energia?

Na co dzień nie zastanawiamy się skąd pochodzi prąd w naszych gniazdkach lub benzyna na stacji benzynowej, przynajmniej dopóki radio po włączeniu gra i benzyna jest dostępna. Jednak istniej cały łańcuch technologiczny zapewniający nam nieprzerwany dopływ energii.

Łańcuch ten zaczyna się w miejscu wydobycia/przetwarznia energii w jej pierwotnej postaci (węgiel, ropa, wiatr, promieniowanie słoneczne). Energia w pierwotnej postaci (źródło energii) sama w sobie najczęściej nie jest dla nas użyteczna. Konieczna jest więc jej zamiana na końcową postać taką jak elektryczność czy benzyna. Następnie konieczny jest transport, rozdział i dostarczenie jej poszczególnym odbiorcom końcowym. Na końcu urządzenia takie jak żarówki, piekarniki czy samochody wykorzystują tą końcową postać energii dzięki czemu mogą funkcjonować.

Łańcuch energii jest w konsekwencji bardzo długi – w jego skład wchodzą takie elementy jak: kopalnie, platformy wiertnicze, rurociągi, tankowce, elektrownie, linie przesyłowe, stacje benzynowe i wiele innych. Wszystkie te elementy razem nazywamy systemem elektroenergetycznym.

Starożytność. Ludzie nauczyli się posługiwać ogniem bardzo dawno temu, przypuszczalnie 500 000 lat przed Chrystusem (całkowicie jednak pewnych dowodów posługiwania się ogniem (ślady ognisk) dostarczają znaleziska w Czoukoutien (Chiny) pochodzące sprzed 300 tysięcy lat, umiejętność rozniecana ognia liczy zapewnie ok 100 tys lat). W tych prehistorycznych czasach, zapotrzebowanie człowieka na energię było skromne. Słońce dostarczało ciepła, a kiedy go nie było ludzie palili drzewo, słomę lub wysuszony nawóz. Z rysunków znalezionych w jaskiniach wiemy że kobiety i mężczyźni w epoce kamiennej (około 30 000 lat temu) spalali drzewo w celu przygotowania posiłków, ogrzania i oświetlenia jaskiń i chat. Poszczególne epoki historycznych – kamienia, żelaza i brązu wiążą się z opanowaniem przez człowieka umiejętności wykorzystania energii do uzyskania tych surowców.

Umiejętność posługiwania się ogniem i jego rozniecania była najważniejszym wynalazkiem epoki prehistorycznej. Ogień był źródłem ciepła, światła, umożliwiał przygotowywanie potraw i zapewniał ochronę przed dzikimi zwierzętami. Pierwszym paliwem było drewno.

Zmiany w sposobie uzyskiwania i wykorzystania energii zaszły wraz z porzuceniem przez ludzi wędrownego trybu życia. Zaczęła się rozwijać agrokultura – człowiek nauczył się jak zamieniać energię słońca bezpośrednio w płody rolne.

Inną wczesną formą energii, używaną do dzisiaj jest praca zwierząt. Konie, woły, wielbłądy, osły – ich siła może być użyta do transportu, pracy na roli, napędu maszyn do mielenia zboża czy też pompowania wody. Wykorzystywano również siłę ludzkich mięśni: statki wojenne Rzymian 260 lat przed Chrystusem były napędzane przez 170 wprawionych wioślarzy!

Ok 6-7 tys lat p.n.e. nastąpiło udomowienia bydła – umożliwiło to zastosowanie siły pociągowej zwierząt do wprawiania w ruch narzędzi rolniczych

Około 5 000 lat przed naszą erą energia wiatru była wykorzystywana do napędu statków na Nilu, a kilka wieków przed narodzinami Chrystusa Chińczycy zbudowali wiatraki które służyły im do pompowania wody. Około roku 600 n.e. Persowie zastosowali wiatraki o mielenia ziarna…

Wykorzystanie energii wody płynącej w rzekach również ma bardzo długą historię. W starożytnej Grecji, około 4000 lat p.n.e., turbiny wodne zastosowano do napędzania różnych maszyn takich jak młyny, miechy kowalskie, itp.

Jednym z pierwszych zastosowań jakie znalazła energia słoneczna była wojskowość. Archimedes miał rzekomo użyć ogromnych luster skupiających promienie słoneczne przeciwko Rzymskim okrętom oblegającym Syrakuzy (około 240 r. p.n.e.).

Bitwa morska pod Akcjum – 31 r. p.n.e. Okręty wojenne Imperium Rzymskiego napędzane były głównie siłą mięśni wioślarzy. Zakładając, że dorosły mężczyzna za pomocą rąk jest w stanie generować ok 100W mocy a załoga liczy 80 wioślarzy, okręt posiadał napęd o mocy 8kW. To dwukrotnie mniej niż moc silnika… małego fiata. Obraz namalowany przez Lorenzo A. Castro, w 1672 r.

Z paliw kopalnych węgiel ma najdłuższą historię. Chińczycy używali węgla już około 3000 lat temu, natomiast Rzymianie używali węgla w Anglii około 100 – 200 r. n.e. W 1298 roku słynny odkrywca Marco Polo opublikował książkę o swoich podróżach do Chin, w której pisał o „dużych czarnych kamieniach które się palą jak węgiel drzewny.” Obecnie węgiel jest jednym z najważniejszych źródeł energii dla ludzkości.

Energia w XVII wieku. Kiedy ludzie odkryli jak pożyteczny może być węgiel, rozpoczęli poszukiwanie złóż tego surowca i okazało się że występuje on dość powszechnie. W połowie XVII wieku w Anglii wydobycie węgla było świetnym interesem – eksportowano go do całego świata. Pod koniec wieku ludzie nauczyli się uszlachetniać węgiel (usuwać siarkę), dzięki czemu spalał się w większej temperaturze. To z kolei upowszechniło użycie węgla do wytopu metali, do czego wcześniej używano węgla drzewnego.

Wiek XIX. Do XIX wieku znaczna część lasów w Europie była już wycięta co zaowocowało deficytem drzewa. Zwiększyło to znaczenie węgla, i spowodowało intensywne poszukiwanie i eksploatacje jego nowych złóż. Kolejnym impulsem zwiększającym rolę węgla było wynalezienie silnika parowego przez Thomasa Newcomena w 1712 r., który został użyty do wypompowywania wód gruntowych z kopalń. Przedtem kopalnie były osuszane za pomocą wiader wyciąganych sznurami na powierzchnie co było szalenie nie efektywne. James Watt ulepszył maszynę parową w 1765 r., dzięki czemu mogła ona służyć nie tylko to pompowania wody ale także do napędu wielu innych maszyn.

Znaczenie wynalazku Thomasa Newcomena polegało na tym, że po raz pierwszy energia cieplna uzyskana podczas spalania paliwa została zamieniona ruch. Wcześniej aby uzyskać energię ruchu trzeba było zbudować wiatrak lub turbinę wodną. Stało to się impulsem do konstrukcji wielu nowych maszyn.

W 1799 roku włoski wynalazca Alessandro Volta zbudował pierwszą baterię, i tym samym dał światu pierwsze źródło energii elektrycznej. Od jego nazwiska nazwano jednostkę napięcia elektrycznego – obecnie w naszych gniazdkach mamy dostępną energię elektryczną o napięciu 230 volt.

Wiek XIX – epoka maszyny parowej. W XIX wieku świat rozwijał się coraz szybciej. Pojedynczy silnik parowy potrafił wówczas dostarczyć energii zastępującej prace 200 ludzi. W całej Anglii fabryki rozwijały się fabryki z maszynami napędzanymi silnikiem parowym, produkujące tekstylia, meble i wiele innych rzeczy, których ręczna produkcja do tej pory była niezwykle pracochłonna. Wraz z masową produkcją spadły także ceny, dzięki czemu więcej ludzi było stać na te produkty – rósł więc rynek i kwitł eksport. Ten ciągły, nieprzerwany wzrost produkcji przemysłowej został nazwany rewolucją przemysłową i szybko ogarnął całą Europę Zachodnią i Amerykę Północną.

Po raz pierwszy w historii energia mogła być użyta w dowolnym miejscu, czasie i w dowolnej niemal ilości. Wcześniej ludzie zależeli od energii wiatru czy płynącej wody co powodowało że maszyny (np. młyny) mogły być budowane tylko w określonych miejscach. Energia powoli zaczęła być postrzegana jako dobro dostępne wszędzie gdzie tylko jest na nią zapotrzebowanie.

Oprócz fabryk silnik parowy znalazł także inne zastosowania. W 1804 roku została zbudowana pierwsza lokomotywa parowa, a w trzy lata później pierwszy statek parowy. W tym samy czasie zaczęto wykorzystywać gaz ziemny do oświetlania fabryk. W 1807 roku po raz pierwszy użyto nafty (odzyskanej z węgla) do jako paliwo dla ulicznych latarni w Londynie.

Jednym z najważniejszych praktycznych zastosowań maszyny parowej była lokomotywa. Pierwsze pociągi ruszyły na trasy na początku XIX wieku, dokonując prawdziwej rewolucji w transporcie lądowym. W 1869 r. ukończono budowę linii kolejowej łączącej wschodnie i zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych. Za wynalazcę współczesnego parowozu uważa się George Stephensona. Jego parowóz Rakieta (Rocket) z 1829 stał się pierwowzorem wszystkich dalszych konstrukcji.

Przez cały wiek silnik parowy był wciąż rozwijany i ulepszany co owocowało wzrostem jego mocy. Pod koniec wieku silnik parowy potrafił dostarczyć energię równą energii 6000 ludzi.

W połowie XIX wieku ludzie zaczęli eksperymentować z generatorami elektrycznymi napędzanymi przez turbiny wodne (wykorzystujące energię przepływającej wody w rzece) a pod koniec wieku z generatorami napędzanymi przez wiatraki. W 1860 Francuz Auguste Mouchot po raz pierwszy wykorzystał energię słońca do wytworzenia pary, która z kolei posłużyła mu napędzania małego silnika parowego. W 1880 roku ruszyła pierwsza elektrownia z generatorem elektrycznym napędzanym przez maszynę parową. Jej twórcą był Thomas Edison a elektrownia dostarczała prąd do oświetlenia ulicznego na Wall Street.

W 1859 roku w Pensylwani w USA zaczęto wydobywać ropę naftową. Ludzie odkryli że spalając ten surowiec można uzyskać ciepło i światło. Z czasem nauczyli się jak przerabiać ropę aby otrzymać olej napędowy, który mógł być użyty jako paliwo dla nowego wynalazku: silnika spalinowego.

Wiek XX: epoka silnika spalinowego. Pojawienie się nowego paliwa – oleju napędowego – dało impuls do zbudowania pierwszego silnika spalinowego. W silniku tym energia wyzwolona podczas spalania paliwa wprawia w ruch tłok silnika. W 1885 roku niemiecki inżynier Benz użył takiego silnika do zbudowania pierwszego samochodu. W rok później inny inżynier – Daimler – powtórzył sukces swojego rodaka konstruując pierwszy czterokołowy samochód (auto Benza miało tylko 3 koła). Oczywiście wynalazki te były bardzo drogie i na ich zakup stać było tylko prawdziwych bogaczy.

Zmieniło to się za sprawą amerykańskiego przemysłowca Henrego Forda, który zastosował po raz pierwszy produkcję taśmową: każdy robotnik odpowiadał za mały fragment budowy auta. W 1913 roku fabryka Forda mogła wytwarzać tysiące aut dziennie. Samochody stały się tańsze i dostępne dla większej rzeszy nabywców.

Henry ford i pierwsze seryjnie produkowane auto – Ford T (1921 r.). W latach 1908 -1928 wyprodukowano ponad 15 mln egzemplarzy. Cena auta w latach dwudziestych oscylowała wokół 300 dolarów – ówczesna średnia pensja robotnika wynosiła ok 5 dolarów tygodniowo.

W 1903 roku, dwaj bracia: Wilbur i Orville Wright zastosowali silnik spalinowy w swojej maszynie latającej – w ten sposób spełniło się marzenie człowieka o lataniu – powstał pierwszy samolot. Mniej więcej w tym samym czasie we Włoszech ruszyła pierwsza elektrociepłownia geotermalna wykorzystująca gorące źródła do ogrzewania mieszkań. W 1905 roku Einstein opublikował swoją słynną teorię która zakładała że masa może być zamieniana w energię.

W połowie XX wieku odkryto jak wykorzystać energię drzemiącą w atomach. Austriacka fizyk jądrowa, Lise Meitner, odkryła reakcję rozszczepienia atomu, w wyniku której dochodziło do uwolnienia ogromnych ilości energii. Energia ta została wykorzystana w bombie atomowej zbudowanej w 1945 roku przez Amerykanów. Od lat 50-tych na całym świecie zaczęły powstawać elektrownie atomowe, w których energia wyzwalana podczas reakcji rozszczepienia wykorzystana została do wytwarzania energii elektrycznej. Równolegle naukowcy na całym świecie zaczęli pracować nad opanowaniem reakcji syntezy jądrowej. Elektrownie wykorzystujące taką reakcje mogłyby całkowicie zaspokoić zapotrzebowanie ludzkości na energię przez miliony lat.

Nagasaki, 9 sierpnia 1945 – grzyb atomowy obwieszcza światu początek ery atomowej.

Współczesność. Dzięki dostępności energii nasze życie jest dużo bardziej komfortowe niż przed wiekami. Wszystko ma jednak swoją ceną.

W 1973 roku arabscy producenci ropy naftowej, z powodów politycznych, wstrzymali dostawy do krajów zachodnich. Przez jedną noc ceny ropy wzrosły trzykrotnie. Doprowadziło to do pierwszego globalnego kryzysu energetycznego. Ludzie zrozumieli po raz pierwszy jak bardzo są uzależnienie od energii i jakie znaczenie ma rozsądne jej gospodarowanie.

Katastrofa elektrowni atomowej w Czarnobylu zapoczątkowała proces odchodzenia od tego typu elektrowni w wielu krajach. Mimo że nowoczesne reaktory atomowe są według zapewnień naukowców całkowicie bezpieczne, nastawienie zwykłych ludzi w stosunku do energetyki nuklearnej jest od tego czasu negatywne.

Ceną jaką płaci ludzkość za dostępność energii jest degradacja środowiska. Elektrownie, kopalnie samochody należą do największych źródeł zanieczyszczeń i obwinia się je o globalne ocieplenie.

Zapotrzebowanie ludzkości na energię wciąż wzrasta. Szacuje się że do 2050 roku zaludnienie osiągnie poziom 10 miliardów (obecnie 6 miliardów) i zapewnienie wszystkim dostępu do energii stanowi ogromne wyzwanie. Na dodatek trzeba zdać sobie sprawę że zasoby ropy i węgla są ograniczone i naukowcy zgadzają się, że wyczerpią się one w tym wieku. Dlatego możemy spodziewać się coraz intensywniejszych prac nad nowymi, przyjaznymi dla środowiska źródłami energii.

Stary wiatrak na tle ogromnej chłodni kominowej elektrowni atomowej w Antwerpii; źródło: SHPAENA (Safeguarding Historical Photographic Archives of European News Agencies, 1981 r.). Wzrastającego zapotrzebowania na energię w najbliższym czasie nie uda się, wbrew opiniom niektórych ekologów, zaspokoić za pomocą odnawialnych źródeł energii – nieunikniony jest dalszy rozwój energetyki atomowej.

Uniwersalną jednostką energii jest Dżul. 1 Dżul jest to energia potrzebna aby podnieść ciało o masie 100g na wysokość 1 metra. Energie można przedstawić zatem jako potencjalną zdolność do wykonania pracy. A więc w przybliżeniu aby podnieść jabłko o 1m do góry potrzebujemy energii 1 dżula, aby podnieść o 2 metry – 2 dżuli, 1 kg jabłek to już 10 dżuli itd. Jeden dżul nie jest zbyt wielką ilością energii – dla przykładu – spalenie jednego litra benzyny wyzwala 28 milionów dżuli energii. Dlatego w praktyce używa się kilodżuli (1 kJ = 1000 J) lub megadżuli (1 MJ = 1000000 J).

Nasze ciało również potrzebuje energii. Jedzenie które spożywamy jest wykorzystywane do pracy (chodzenie, praca mięśni, procesy fizjologiczne). Jeden banan w przybliżeniu zawiera 180 kJ energii, tabliczka czekolady około 1400 kJ. Na większości opakowań produktów spożywczych zawartość energetyczna jest podawana. Człowiek szybko biegnąc przez jedną minutę zużywa około 150 kJ, jadąc na rowerze przez minutę: 50 kJ. Nawet w czasie snu zużywamy wciąż około 4 kJ na minutę. Zatem energia zawarta w tabliczce czekolady dostarcza energii, która pozwoli nam biec przez 40 minut lub spać 6 godzin.

Energia zawarta w jedzeniu jest często podawana w innych jednostkach – kaloriach [Cal]. 1 Cal jest to ilość energii potrzebna aby ogrzać 1 g wody o 1C. 1 Cal = 4.19 J, w praktyce operuje się kilokaloriami (1 kCal = 1000 Cal = 4190 J).

Moc

Moc określa ilość pracy wykonaną w jednostce czasu. Jednostką mocy jest zatem Dżul na sekundę (J/s) nazywany częściej Wat (W). Dla przykładu świecąca żarówka 100 W w każdej sekundzie zużywa 100 J energii. Większość urządzeń elektrycznych posiada oznaczenie określające ich moc. Dla przykładu czajnik elektryczny może mieć 1500 W a małe radio 10 W. Aby przedstawić bardziej obrazowo jaka to jest moc posłużmy się przykładem: Wyobraźmy sobie dziewczynę o wadze 50 kg (Paris Hilton?), która wchodzi po schodach na trzecie piętro, które jest na wysokości 10 m. Aby tego dokonać potrzebuje energii równej 5000 J (50 kilogramów x 10 dżuli x 10 dżuli na kilogram na metr). Jeśli zajmie jej to 20 sekund będzie to oznaczać że używała 5000/20 = 250 Wat podczas tych 20 sekund. Podejrzewam, że się solidnie zmęczy.

Używając tylko rąk, zdrowy człowiek jest w stanie generować w dłuższym okresie tylko około 50 W, używając nóg (np. jazda na rowerze) może generować 75-125 W. Maksymalnie człowiek może osiągnąć moc około 1000 W, ale tylko w bardzo krótki okresie czasu (np. podczas biegu sprinterskiego). Oznacza to, że aby dostarczyć moc zużywaną przez czajnik elektryczny potrzebna by była praca mięśni kilkunastu osób!

Człowiek używając nóg (np. jadąc na rowerze) jest w dłuższym czasie generować moc ok 100W.

Energia i moc są często ze sobą mylone, ale oznaczają coś zupełnie innego. Moc określa jak szybko jest zużywana energia. Dla przykładu:

1. Jeśli jakieś urządzenie zużyło 10 J energii w 5 sekund oznacza to że jego moc wynosiła 10/5 = 2 W,
2. Jeśli urządzenie zużyło taką samą ilość energii (10 J) w 10 sekund oznacza to, że jego moc wynosiła 10/10 = 1W.

W odniesieniu do silników spalinowych często stosuje się jako jednostkę mocy konie mechaniczne (KM). Jednostka powstała na wzór konia parowego (HP – Horsepower) stworzonego w krajach anglosaskich do porównywania mocy maszyn parowych z koniem. Moc 1 KM odpowiadała zaprzęgowi z jednym koniem, 2 KM – z dwoma końmi itd. (w przybliżeniu). Jest to moc potrzebna aby ciężar o masie 75 kg podnieść na wysokość 1 m w czasie 1 s. W samochodach zazwyczaj podaje się moc silnika równocześnie w koniach mechanicznych i watach.

Jednostka energii elektrycznej

Najpowszechniej wykorzystywaną formą energii na co dzień w gospodarstwie domowym jest elektryczność. Prąd zanim popłynie w naszych gniazdkach musi przebyć bardzo długa drogę. Wytwarzany jest w generatorach (prądnicach) znajdujących się w elektrowniach oddalonych nierzadko o setki kilometrów. Przesyłany jest za pomocą linii wysokiego napięcia. Jego zużycie jest mierzone w kilowatogodzinach (kWh). Zatem, dla przykładu, grzejnik elektryczny o mocy 2 kW pracujący przez godzinę zużyje 2 kWh energii. Oczywiście ilość energii elektrycznej można również przedstawić w dżulach: 1 kWh = 1000 Wh = 1000 J na sekundę x 60 sekund x 60 minut = 3 600 000 J.

Zakłady energetyczne przy rozliczaniu zużycia energii posługują się kilowatogodzinami (kWh)

Większość ludzi wydaje się jednak nieświadoma roli jaką odgrywa ten surowiec w ich codziennym życiu. Tymczasem ropa naftowa odgrywa kluczową rolę w wielu gałęziach gospodarki.

1. Transport. Mimo rozwoju nauki i badań nad alternatywnymi paliwami (wodór) większość samochodów wciąż jeździ na ropę lub benzynę. Jeszcze bardziej od ropy uzależniony jest transport wodny i lotniczy – nikt jeszcze nie opatentował samolotu na wodór. Szacuje się, że na ropie odpowiada za 95% światowego transportu.
2. Rolnictwo. Produkcja żywności zależy od ropy – wytwarza się z niej środki ochrony roślin i nawozy, napędza maszyny rolnicze.
3. Tworzywa sztuczne. Wszechobecne plastiki są produktem ropopochodnym. Nikogo nie trzeba przekonywać jak szeroko są wykorzystywane – min. opakowania, sprzęt AGD, części maszyn, opony, itd.
4. Budownictwo. Asfalt służący do budowy dróg pochodzi z rafinerii.

Ropa naftowa jest więc krwiobiegiem współczesnej gospodarki. Co się więc stanie gdy jej zabraknie? Niestety, skutki niedoboru ropy już wkrótce poznamy na własnej skórze – tak przynajmniej twierdzi wielu naukowców, geologów i polityków. Ten globalny problem często nazywany jest PeakOil. Oznacza szczyt wielkości wydobycia ropy na świecie – punkt po którym jej wydobycie będzie już tylko spadać.

Ropa naftowa jest krwiobiegiem gospodarki – ma kluczowe znaczenie dla transportu, przemysłu i rolnictwa i na dzień dzisiejszy nie posiada realnej alternatywy.

W latach pięćdziesiątych ubiegłego stulecia amerykański geolog Marion King Hubbert (pracował m.in. w koncernie Shell) sformułował zasadę że wydobycie surowca zaczyna spadać gdy wydobędzie się połowę z tego co można wydobyć. Dzięki temu trafnie przewidział szczyt wydobycia ropy w Stanach Zjednoczonych (nastąpił w 1970 r.). Eksperci wydają się być zgodni że światowy szczyt wystąpi w najbliższych latach a wielu twierdzi że właśnie z takim szczytem mamy już do czynienia. Na domiar złego pozostałe złoża ropy są bardziej niedostępne (np. położone głęboko pod dnem morskim, albo rozpuszczone w roponośnych piaskach) a więc ich eksploatacja będzie coraz bardziej kosztowna. Jaki to będzie miało wpływ na globalną gospodarkę? Naukowcy zakładają wiele scenariuszy – od optymistycznych po niemalże apokaliptyczne.

Scenariusz optymistyczny

Wyczerpywanie się zasobów ropy ma łagodny charakter. Intensywnie rozwijają się technologie związane z alternatywnymi źródłami energii łagodząc i stopniowo wypełniając niedobory. Społeczność międzynarodowa w obliczu kryzysu wprowadza w życie plany oszczędności energii. Następuje ekorozwój.

Optymiści zakładają, że rozwój technologii związanych z odnawialnymi źródłami energii pozwoli złagodzić zbliżający się kryzys energetyczny i wprowadzi ludzkość na ścieżkę ekorozwoju.

Scenariusz pesymistyczny.

Zasoby ropy wyczerpują się gwałtownie. Alternatywne Źródła nie są w stanie zrekompensować dramatycznych niedoborów. Aby uniknąć załamania rządy opierają energetykę na brudnych technologiach – spalaniu węgla i biomasy prowadząc do rabunkowej eksploatacji lasów. Prowadzi to zmian klimatycznych i katastrof naturalnych na szeroką skalę. Wybuchają wojny o kurczące się zasoby surowców. Świat pogrąża się w kryzysie.

Sugestywną wizję świata ogarniętego wielkim kryzysem, w którym paliwo jest najcenniejszym towarem przedstawił George Miller w kultowym filmie Mad Max (1979 r.). Stąd wizję upadku cywilizacji na skutek niedoboru paliw często określa się „scenariuszem Mad Max”.

Jaki scenariusz się sprawdzi? Prawda zapewne będzie leżała gdzieś pośrodku. Pozostaje mieć nadzieje, że rację miał długoletni minister ds. ropy Arabii Saudyjskiej Szejk Zaki Yamani, który odchodząc z funkcji szefa OPEC powiedział, że „era kamienia łupanego nie skończyła się z powodu wyczerpania się zasobów kamienia i tak samo era ropy naftowej nie skończy się z powodu wyczerpania jej zasobów”