Obnovljivi i neobnovljivi vidovi energije Obnovljivi i neobnovljivi

Obnovljivi i neobnovljivi vidovi energije

Obnovljivi i neobnovljivi vidovi energije • U osnovi razlikujemo obnovljive (alternativne) i neobnovljive (konvencionalne) vidove energije. • U obnovljive ubrajamo: energiju sunca, energiju vetra, energiju morskih talasa, geotermalnu energija, energiju biomase, dok se u neobnovljive ubrajaju fosilna goriva (ugalj, nafta, zemni gas)

Neobnovljivi vidovi energije • U neobnovljive vidove energije ubrajaju se fosilna goriva i to: • a. ) ugalj • b. ) nafta i • c. ) zemni gas

Neobnovljivi vidovi energije. UGALJ • U toku 400 miliona godina nagomilani su ostaci kopnene vegetacije u močvarama u vidu ogromnih količina biljne organske materije. Složenim biohemijskim i hemijskim preobražajem biljaka u zemljinim slojevima nastala su ležišta uglja.

Porast sadržaja C i oslobođene toplote Porast sadržaja vlage treset (nije ugalj) toplota pritisak Delimično raspadnut biljni materijal u tresavama i mičvarama; nizak toplotni kapacitet Lignit (braon ugalj) Bitumen (tečni ugalj) Antracite (kameni ugalj) toplota pritisak Nizak toplotni kapacitet; nizak sadržaj sumpora; u većini predela otežano snabdevanje Široko korišćen kao gorivo zbog visokog toplotnog kapaciteta i široke dostave; normalno sadrži dosta sumpora Najpoželjniji zbog visokog toplotnog kapaciteta i niskog sadržaja sumpora; uglavnom je otežana njegova nabavka Fig. 16 -12, p. 368

Neobnovljivi izvori energije. NAFTA U toku više stotina miliona godina, u pogodnim morskim dubinama, u određenim uslovima, pored uobičajenih morskih životinja, razvijale su se ogromne količine planktonskih organizama, kao i primitivne alge, gljive i bakterije. Ovi organizmi su postepeno odumirali i tonuli na morsko dno, gde su se u anaerobnim uslovima (bez prisustva kiseonika), konzervirale. Ovi procesi preobražaja organskih supstanci u ugljovodonik mogući su samo u određenim uslovima i tokom izuzetno dugog vremenskog razdoblja.

NAFTA • Sagorevanje nafte u saobraćaju proizvodi 43% globalne emisije CO 2. Figure 16 -7

PRIRODNI GAS • Rusija i Iran poseduju gotovo pola svetskih rezervi prirodnog gasa. • Svetske zalihe prirodnog gasa mogu da potraju još 62 -125 godina. • Prirodni gas je svestrano i čisto gorivo, ali se iz njega oslobađaju gasovi staklene bašte, ugljendioksid (kada sagoreva) i metan (kada curi) u troposferu. Zemni gas je nastao na isti način i paralelno, u istim uslovima kao i nafta. On se danas koristi uglavnom za zagrevanje prostorija i druge potrebe u toplotnoj energiji. U nekim područjima kao što je Engleska, zemni gas se u domaćinstvima koristio još pre nafte.

SVET nuklearna energija 6% vlj no Ob hidro-energija geotermalna, solarna, vetra 7% ivo prirodni gas 21% 18 % biomasa 11% ugalj 22% Ne vo lji ov n ob nafta 33% % 82 Fig. 16 -3 a, p. 357

USA hidro-energija, geotermalna, solarna, vetra 3% e a biomasa 4% % jovo 8 ugalj 23% le k nu n ar en ja i rg 8% l obnov prirodni gas 23% vlj no ob ne ivo nafta 39% % 93 Fig. 16 -3 b, p. 357

Šta su posledice? • • • Efekat staklene bašte Globalno zagrevanje Temperatura će se povećati za otprilike 1 do 3, 5°C do 2100. godine • Topljenje glečera • Menjanje klime • 34 000 biljnih vrsta i 5 200 životinjskih vrsta je pred poptunim izumiranjem Svake godine u Evropi od zagađenog vazduha, slabog kvaliteta vode, zbog trovanja olovom ili zbog povreda umire 100 000 dece do 19 godina!!!

Antropogeni izvori zagađivanja vazduha Antropogeni izvori zagađenja čine osnovu današnjih ekoloških problema. Najčešće zagađujuće materije su ugljen – monoksid (CO), sumpor – dioksid (SO 2), azot – dioksid (NO 2) i čađ. Specifične zagađujuće materije vazduha su i olovo, kadmijum, mangan, arsen, nikl, hrom, cink i drugi teški metali, kao i razna organska jedinjenja koja nastaju kao rezultat različitih aktivnosti (Sl. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15). Slika 8 Antropogeni izvor zagađenja Slike 13, 14, 15 Slika 10 9 Slika 11 12

Kisele kiše Pojam kisela kiša odnosi se na padavine koje u većoj meri sadrže okside sumpora, azota, amonijaka i drugih hemijskih elemenata (Sl. 23). Zbog povećanog prisustva ovih oksida p. H vrednost kiselih kiša u proseku iznosi od 4 do 4, 5. Ova koncentracija otprilike odgovara četrdeset puta većoj količini kiseline u odnosu na normalnu kišu čija je p. H oko 5, 5. Glavni izvori aerozagađenja koji su odgovorni za nastanak kiselih kiša su termoelektrane i štetni izduvni gasovi iz automobila, dimnjaka i sl. , a štete koje prouzrokuju kisele kiše obično nastaju daleko od izvora Kisele kiše su uzrok velikog oštećenja zimzelenih šuma (lamela sindrom-opuštenost grana), (Sl. 24, 25, 26, 27), a često i izumranja čitavih šumskih kompleksa. Pored šuma kisele kiše štetno deluju i na jezera. Vodeni organzmi su, uglavnom osetljivi na promene p. H vrednosti životne sredine, tako da može doći do izumiranja biljaka, mikroorganizama pa i čitavog eko sistema. Kisele kiše uzrokuju pojačano raspadanje kamenja i peska, pa su na taj način ugroženi i mnogi kulturno – istorijski spomenici (Sl. 28, 29). Slika 24 Slike Slika 25, 26, 27 23 Slike 28, 29

Efekat staklene bašte Poznato je da život na planeti Zemlji ne bi bio moguć bez postojanja prirodnog efekta staklene bašte. Prirodna pojava gasova sa efektom staklene bašte, pre svega vodene pare (H 2 O), ugljen – dioksida (CO 2) i gasova, kao što su metan (CH 4), azot – suboksid (N 2 O) i ozon (O 3) dozvoljava Sunčevoj energiji da prodre do Zemlje i da padne na nju kao svetlost, a onda se zadržava u atmosferi kao infracrvena toplota. Međutim, izgleda da se ovaj fenomen koji je milionima godina održavao život na planeti Zemlji u poslednjih sto godina pretvara u ozbiljnu pretnju, zahvaljujući negativnom antropogenom uticaju. Sa razvitkom industrije i porastom broja stanovnika emisija gasova sa efektom staklene bašte se stalno povećava. Slika. 30 Efekat staklene bašte

Postoji rešenje za začarani krug između emisije štetnih gasova, efekta staklene bašte, globalnog zagrevanja i rasta potrošnje energije, a rešenje je UPOTREBA OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE

ENERGIJA BIOMASE Biomasa je obnovljiv izvor energije, a čine je brojni proizvodi biljnog i životinjskog porekla. Glavna prednost biomase u odnosu na fosilna goriva je manja emisija štetnih gasova i otpadnih voda. Dodatne su prednosti zbrinjavanje i iskorišćavanje otpada i ostataka iz poljoprivrede, šumarstva i drvne industrije, smanjenje uvoza energenata, ulaganje u poljoprivredu i nerazvijena područja i povećanje sigurnosti snabdevanja energijom.

Obnovljivi vidovi energije. Biodizel Kao jedna od dobrih mera za smanjenje aerozagađenja navodi se i mogućnost sve veće upotrebe biodizela i drugih biogoriva. Za razliku od konvencionalnog goriva, biodizel ne sadrži sumpor (odnosno sadržaj sumpora je veoma nizak), čime se smanjuju mogućnosti za pojavu kiselih kiša. Biodizel ne sadrži ni toksična aromatska jedinjenja kao što je benzen. Visok sadržaj kiseonika doprinosi smanjenju sadržaja čestica (ili čađi) u izduvnim gasovima, dok potpunije sagorevanje doprinosi i smanjenoj emisiji ugljen monoksida. Kao i kod svih goriva, sagorevanjem biodizela nastaje ugljen dioksid, međutim pošto biljke koriste ugljen dioksid iz atmosfere (proces fotosinteze) za svoj rast, ugljen dioksid formiran sagorevanjem ovog goriva uravnotežava se sa apsorbovanim ugljen dioksidom tokom godišnjeg rasta biljaka koje se upotrebljavaju kao sirovine za dobijanje biljnih ulja. U Srbiji, u Šidu je krajem prošlog meseca (27. 06. 2007. god) otvorena prva fabrika biodizela, Victoriaoil, kapaciteta 100. 000 tona godišnje Ova fabrika je najveći proizvođač ovog biogoriva u jugoistočnoj Evropi.

Obnovljivi vidovi energije. Biomasa • Sa energetske tačke gledišta biomasom se smatra sva materija biljnog i životinjskog porekla koja može da se koristi kao gorivo. Tu spadaju drvna masa, trska, slama, šaša, strnjika i razno drugo rastinje. • Prednosti korišćenja biomase su: gorivo je pristupačno i koristi se na mestu izvora, nije potreban transport u većem obimu, količine se stalno obnavljaju, jeftina je tehnologija i radna snaga. Biomasa je ekološki bezopasna jer su otpadni materijali manjeg obima i ne povećavaju atmosfersku zagađenost ugljendioksidom.

Obnovljivi vidovi energije. Sunce • Iako je Sunce neograničeni izvor energije na Zemlji, njegovo korišćenje zahteva posebnu tehnologiju za akumuliranje. Korišćene sunčeve energije u velikoj meri zavisi od nivoa usvojene tehnologije, a za korišćenje ovog vida energije neophodna su velika početna ulaganja u postrojenja. • Energija zračenja Sunca se prevodi u električnu energiju

„Parabolic trough“ sistemi uz pomoć paraboličnocilindričnih kolektora fokusiraju sunčevu energiju. Sunčevi zraci se pomoću ogledala fokusiraju na cev koja prolazi kroz centar kolektora. Ta koncentrisana toplota greje ulje u cevi koje se koristi za zagrevanje vode u parnom generatoru, zatim, generator stvara paru i pokreće turbinu. Parna turbina proizvodi mehaničku energiju koja služi za pokretanje električnog generatora.

Energija vetra • U toku poslednjeg milenijuma, energija vetra je korišćena u raznim vidovima i u različite svrhe: kao pogonska snaga u moreplovstvu, kao mehanička snaga za navodnjavanje i mlevenje brašna (vetrenjače) i slično. "Farme vetrova" su popularan izvor energije u krajevima gde vetrovi stalno duvaju.

Obnovljivi vidovi energije. Energija vetra

ENERGIJA VETRA • Vetroelektrane • Rad elektrana na vetar nije praćen pojavom zagađenja • Velika ekspanzija korišćenja vetra u svetu (2001. godine oko 70% više proizvedene struje u odnosu na 2000. godinu) • Energija vetra se u Srbiji slabo koristi Vetrogeneratori u Severnom moru Zaliv Gvantanamo, na Kubi

ENERGIJA VETRA Energija vetra je transformisani oblik sunčeve energije. Sunce neravnomerno zagreva zemljinu površinu što rezultira razlikama u vazdušnim pritiscima. Usled težnje za izjednačavanjem vazdušnih pritisaka nastaju horizontalna kretanja vazdušnih masa – vetrovi. Postoje delovi Zemlje na kojima duvaju tzv. stalni (planetarni) vetrovi i na tim područjima je iskorišćavanje energije vetra najisplativije. Dobre pozicije su obale okeana i pučina mora. Danas se energija vetra koristi za proizvodnju električne energije pomoću vetrogeneratora. Dobre strane iskorišćavanja energije vetra ističu se visoka pouzdanost rada postrojenja i odsustvo emisije štetnih gasova. Loša strana je porast buke usled funkcionisanja vetrogeneratora.

HIDROENERGIJA Energija vode (hidroenergija) je značajan obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji. Primena hidroenergije je ograničena prisustvom obilja brzo tekuće vode i njene permanentne dostupnosti tokom cele godine. Izgradnja i rad hidroergetskih objekata dovodi do izmene prirodnih vodenih ekosistema. Promenom nivoa površinskih i podzemnih voda menjaju se hidrološke prilike i time fizičkohemijske karakteristike vode, što direktno redukuje brojnost organskih vrsta datih biotopa. Podizanjem brana i odsustvom koridora, presecaju se putevi akvatičnim organizmima i time ograničava areal za mrest brojnih vrsta riba.

ENERGIJA VODE • • iz kopnenih vodotokova (reka, potoka i sl. ), iz plime i oseke, iz morskih talasa, iz unutrašnje energije mora Velike hidroelektrane ? ? ? . . . . potpuna promena ekosistema

• Male (mikro) hidroelektrane do 10 MW • Član 86, stav 1, "Povlašćeni proizvođači električne energije. . . Mala hidroelektrana Gradište kod Knjaževca

Energija plime i oseke • Nemogućnost iskorišćavanja u svim morima • Energija talasa • Unutrašnja energija mora

Geotermalna energija • Geotermalna energija u užem smislu obuhvata samo onaj deo energije iz dubina Zemlje koji u obliku vrućeg ili toplog geotermalnog medija (vode ili pare) dolazi do površine Zemlje i prikladan je za iskorišćavanje u izvornom obliku (za kupanje, lečenje i sl. ) ili za pretvaranje u druge oblike energije (električnu energiju, zagrevanje prostora i sl).

GEOTERMALNA ENERGIJA

Šta je to GEOTERMALNA ENERGIJA ? • Unutrašnja toplotna energija Zemlje • Hidrogeotermalna energija - toplotna energija akumulirana u podzemnim vodama. Kako nastaje ? • Polagano prirodno raspadanje radioaktivnih elemenata (urana, torijuma)

Prednost je to da je jeftin, stabilan i trajan izvor, po pravilu nema štetnih emisija, osim vodene pare, ali ponekad se mogu oslobađati male količine ugljen-dioksida i sumpor-dioksida. Slabosti proizilaze iz činjenice da je malo mesta na Zemlji gde se vrela voda u podzemlju ne nalazi na prevelikoj dubini takva područja, tzv. geotermalne zone, vezana su uz vulkanske oblasti ili granice litosfernih ploča. Kako su to često i trusna područja sama gradnja postrojenja zahteva povećane troškove. Često su udaljena od naseljenih oblasti, pa se stvaraju troškovi prenosa energije.

Geotermalna energija EMISIJA • • • Azotovi oksidi (NOx) Sumpor dioksid (SO 2) Čestično zagađenje Ugljen dioksid (CO 2) 4, 31 lb/MWh 10, 39 lb/MWh 2, 23 lb/MWh 2191 lb/MWh . . . je pouzdana Globalno zagrevanje. . . je obnovljiva što uslovljava Iritacija disajnih Otežano disanje, Astma, piteva, kašalj, emisijunapetost bronhitis, rak, otopljavanje lednika, . . . produkuje minimalnu štetnihu supstanci u vazduhu a time i povećenje grudima, plućne smanjena obrazovanje POSLEDICE. . . može pomoći smanjenju globalnog zagrevanja nivoa mora, menja bolesti, vidljivost, i td smoga, pogoršanje. . . može neutralisati ostale zagađenja životne sredine klimu te stvara rizik kvaliteta vode i td. tipvedegradacija od nepogoda. . . je oslobođena od sagorevanjaekosistema Emisija. . . imapriminimalan dodir sa površinom zemljišta korišćenju nema 0 – 0, 35 lb/MWh nema 0 – 88, 8 lb/MWh. . . nije bučna tehnologija geotermalne. . . manje košta energije Emisija pri korišćenju uglja

Otake, Japan The Geysers, Kalifornija