SVEUILTE U ZAGREBU FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

OBNOVLJIVI I NEOBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJESEMINARSKI RAD

Predmet: Predmetni nastavnik:

Ekologija u prometu Mr.sc. Zoran Vogrin

Student:

Nikola Berii 0036409207

Sadraj

1. Uvod...................................................................................11.1. Openito o energiji.....................................................................1

2. Obnovljivi izvori energije...................................................22.1. Energija vjetra.............................................................................3 2.2. Energija sunca............................................................................4 2.3. Bioenergija..................................................................................4 2.4. Energija vode..............................................................................5 2.5. Geotermalna energija................................................................6

3. Neobnovljivi izvori energije...............................................83.1. Nuklearna energija.....................................................................93.1.1.Utjecaj na okoli i spremanje radioaktivnog otpada...........10 3.1.2. Princip rada......................................................................11 3.1.3. Iskoritavanje nuklearne energije po dravama.................11

3.2. Ugljen.........................................................................................123.2.1. Ekologija i naini proiavanja ugljena...........................13 3.2.2. Proizvodnja, potronja i zalihe ugljena.............................14

3.3. Nafta...........................................................................................153.3.1. Proizvodnja, potronja i rezerve nafte...............................16 3.3.2. Nafta u Hrvatskoj...............................................................18

3.4. Plin.............................................................................................193.4.1. Vaenje prirodnog plina iz zemlje i mora..........................19 3.4.2. Poveana potranja za prirodnim plinom...........................20 3.4.3. Prirodni plin u Hrvatskoj....................................................21

4. Zakljuak...........................................................................22 5. Literatura...............................................................................23 6. Popis slika.............................................................................24 7. Popis tablica..........................................................................24

1. Uvod1.1 Openito o energiji

Rije energija nastala je od grke rijei energos to znai aktivnost. Energija je karakteristika sustava kojom se opisuje sposobnost tog sustava da vri neki rad. Prema meunarodnom sustavu mjernih jedinica, u ast engleskom fiziaru James Prescott Joule-u (1818 - 1889), mjerna jedinica za energiju nazvana je dul (J). Vano svojstvo energije je da ne moe niti nastati niti nestati pa je prema tome koliina energije u zatvorenom sustavu uvijek konstantna. Ovo svojstvo energije zove se zakon o ouvanju energije koji je prvi puta postavljen u devetnaestom stoljeu. Svi do sad poznati prirodni procesi i fenomeni mogu se objasniti s nekoliko oblika energije prema sljedeim definicijama: kinetika energija, potencijalna energija, toplinska energija, gravitacija, elastinost, elektromagnetizam, kemijska energija, nuklearna energija i masa. Iako ne moe niti nastati niti nestati, energija moe prelaziti iz jednog oblika u drugi. Prelazak energije iz jednog oblika u drugi naziva se rad ili snaga. U ast kotskom inenjeru i izumitelju James Watt-u (1736 - 1819) mjerna jedinica za rad nazvana je vat (W). Jedan vat je rad obavljen u jednoj sekundi prelaskom jednog dula energije iz jednog oblika u drugi (W = 1 J/s). Iz definicije je vidljivo da se u vatima zapravo izraava brzina prelaska energije iz jednog oblika u drugi. Ponekad se kao jedinica mjere za energiju koristi i jedinica vat-sat (Wh). Jedan vat-sat je konstantni rad (snaga) od jednog vata u periodu od jednog sata, pa je prema tome 1Wh = 1 J/s * 3600s = 3600J. Za koliinu proizvedene odnosno utroene elektrine energije uobiajeno se koriste viekratnici mjerne jedinice Wh, a to su kWh, MWh, i GWh (kilovat-sat, megavat-sat i gigavat-sat). U automobilskoj industriji uobiajeno se za izraavanje maksimalne snage motora koriste konjske snage. Postoji vie definicija konjske snage, ali u automobilskoj industriji vane su samo dvije: mehanika konjska snaga i metrika konjska snaga. Mehanika konjska snaga je otprilike 746 W, a metrika konjska snaga je oko 735,5 W. Uobiajeno je da proizvoai automobila snagu izraavaju u mehanikim konjskim snagama, ali ponekad se za "uljepavanje" brojke koriste i metrike konjske snage, osobito kod egzotinih sportskih automobila.

1

2. Obnovljivi izvori energijeObnovljive izvore energije moemo podijeliti u dvije glavne kategorije: tradicionalne obnovljive izvore energije poput biomase i velikih hidroelektrana, te na takozvane "nove obnovljive izvore energije" poput energije Sunca, energije vjetra, geotermalne energije itd. Iz obnovljivih izvora energije dobiva se 18% ukupne svjetske energije (2006), ali je veina od toga energija dobivena tradicionalnim iskoritavanjem biomase za kuhanje i grijanje - 13 od 18%. Od velikih hidroelektrana dobiva se dodatnih tri posto energije. Prema tome, kad izuzmemo tradicionalne obnovljive izvore energije jednostavno je uraunati da takozvani "novi izvori energije" proizvode samo 2,4% ukupne svjetske energije. 1,3% otpada na instalacije za grijanje vode, 0,8% na proizvodnju elektrine energije i 0,3% na biogoriva. Taj udio u budunosti treba znatno poveati jer neobnovljivih izvora energije ima sve manje, a i njihov tetni utjecaj sve je izraeniji u zadnjih nekoliko desetljea. Sunce isporuuje Zemlji 15 tisua puta vie energije nego to ovjeanstvo u sadanjoj fazi uspijeva potroiti, ali usprkos tome neki ljudi na Zemlji se smrzavaju. Iz toga se vidi da se obnovljivi izvori mogu i moraju poeti bolje iskoritavati i da ne trebamo brinuti za energiju nakon fosilnih goriva. Razvoj obnovljivih izvora energije (osobito od vjetra, vode, sunca i biomase) vaan je zbog nekoliko razloga:

obnovljivi izvori energije imaju vrlo vanu ulogu u smanjenju emisije ugljinog dioksida (CO2) u atmosferu. Smanjenje emisije CO2 u atmosferu je politika Europske unije, pa se moe oekivati da e i Hrvatska morati prihvatiti tu politiku. poveanje udjela obnovljivih izvora energije poveava energetsku odrivost sustava. Takoer pomae u poboljavanju sigurnosti dostave energije na nain da smanjuje ovisnost o uvozu energetskih sirovina i elektrine energije. oekuje se da e obnovljivi izvori energije postati ekonomski konkurentni konvencionalnim izvorima energije u srednjem do dugom razdoblju.

Nekoliko tehnologija, osobito energija vjetra, male hidrocentrale, energija iz biomase i suneva energija, su ekonomski konkurentne. Ostale tehnologije su ovisne o potranji na tritu da bi postale ekonomski isplative u odnosu na klasine izvore energije. Proces prihvaanja novih tehnologija vrlo je spor i uvijek izgleda kao da nam izmie za samo malo. Glavni problem za instalaciju novih postrojenja je poetna cijena. To die cijenu dobivene energije u prvih nekoliko godina na razinu potpune neisplativosti u odnosu na ostale komercijalno dostupne izvore energije. Veliki udio u proizvodnji energije iz obnovljivih izvora rezultat je ekoloke osvijetenosti stanovnitva, koje usprkos poetnoj ekonomskoj neisplativosti instalira postrojenja za proizvodnju "iste" energije. Europska zajednica ima strategiju udvostruavanja upotrebe obnovljivih izvora energije do 2010. godine u odnosu na 2003 godinu. To znai da bi se ukupni udio obnovljivih izvora energije poveao na 12% 2010. godine. Taj plan sadri niz mjera kojima bi se potaknule privatne investicije u objekte za pretvorbu obnovljivih izvora energije u iskoristivu energiju (najveim djelom u elektrinu energiju). Dodatno, drave Europske unije (EU) zadale su si jo jedan ambiciozan cilj da poveaju udio obnovljivih2

izvora energije 20% cjelokupne potronje energije u EU do 2020 godine. Zbog trenutne financijske krize u kojoj su se nale najvee drave u Europskoj uniji, vjerojatno je da plan nee biti proveden u potpunosti. 2.1. Energija vjetra Iskoritavanje energije vjetra je najbre rastui segment proizvodnje energije iz obnovljivih izvora. U zadnjih nekoliko godina turbine na vjetar znatno su poboljane. Najbolji primjer je njemako trite turbina na kojemu se prosjena snaga od 470 kW 1995. godine poveala na 1280 kW 2001. godine. Ovo poveanje snage postiglo se odgovarajuim poveavanjem veliine turbina gonjenih vjetrom. Trenutno su u razvoju turbine koje e moi generirati snagu izmeu 3 i 5 MW. Neki proizvoai ve su predstavili svoje prototipove u tom razredu snage (njemaka tvrtka Enercon trebala bi proizvesti turbinu snage 4.5 MW). U nastavku teksta upotrebljavat e se izraz vjetrenjaa zbog rairenosti tog izraza kod nas. Jo se koriste izrazi vjetroelektrana, vjetrogenerator, Slika 1. Trend rasta proizvodnje energije iz vjetra i usporedba s ciljem Europske unije do 2010. godine. elektrine turbine na vjetar i slino. Na Zadani cilj e vjerojatno biti premaen za oko 100%. slici prikazana je usporedba plana Europske unije sa trenutnim stanjem proizvodnje energije iz vjetra. Prema sadanjim pokazateljima plan e biti ostvaren, ak e biti premaen za pola. Vrijednosti na slici su u megavatima (MW) i iz toga se vidi da je ukupna proizvedena energija zanemariva prema energiji dobivenoj iz neobnovljivih izvora energije. Zbog poetne ekonomske neisplativosti i nestalnosti vjetra, instalacija vjetrenjaa je privilegija koju si mogu priutiti samo bogate zemlje. Trenutno je cijena vjetrenjae vea od cijene termoelektrane po MW instalirane snage (vjetrenjaa kota oko 1000 /kW instalirane snage, a termoelektrana 700 /kW), ali razvojem tehnologije ta razlika sve je manja. Ukupna potronja energije u svijetu procijenjena je na oko 410x1015 (kvadrilijuna Btu) u 2000. godini, to iznosi 1.2x1014 kWh godinje. Ukupno instalirana snaga vjetroelektrana do konca 2000. godine predviena je na 17415 MW s prosjenim godinjim radom elektrana od 2 500 sati, to daje 0.044x109 kWh godinje raspoloive koliine energije. Dakle, udio energije vjetra u ukupnoj potronji energije je vrlo mali.

3

2.2. Energija Sunca Sunce je nama najblia zvijezda te, neposredno, izvor gotovo sve raspoloive energije na Zemlji. Suneva energija potjee od nuklearnih reakcija u njegovom sreditu, Slika 2. Europa nije na vrlo pogodnom podruju za eksploataciju, ali gdje temperatura dosee 15 unato tome u Europi je direktno iskoritavanje suneve energije u milijuna C. Radi se o fuziji, velikom porastu. kod koje spajanjem vodikovih atoma nastaje helij, uz oslobaanje velike koliine energije. Svake sekunde na ovaj nain u helij prelazi oko 600 milijuna tona vodika, pri emu se masa od nekih 4 milijuna tona vodika pretvori u energiju. Ova se energija u vidu svjetlosti i topline iri u svemir pa tako jedan njezin mali dio dolazi i do Zemlje. Nuklearna fuzija odvija se na Suncu ve oko 5 milijardi godina, kolika je njegova procijenjena starost, a prema raspoloivim zalihama vodika moe se izraunati da e se nastaviti jo otprilike 5 milijardi godina. Iako je suneva energija uzronik veine izvora energije, u ovom poglavlju govorit e se o direktnom iskoritavanju suneve energije. Pod optimalnim uvjetima, na povrini Zemlje moe se dobiti 1 kW/m2, a stvarna vrijednost ovisi o lokaciji, godinjem dobu, dobu dana, vremenskim uvjetima itd. U Hrvatskoj je prosjena vrijednost dnevne insolacije na horizontalnu plohu 3-4,5 kWh/m2. Na karti koja prikazuje insolacijski nivo vidi se da Europa nije na vrlo pogodnom podruju za eksploataciju, ali unato tome u Europi je direktno iskoritavanje suneve energije u velikom porastu. Veinom je to rezultat politike pojedinih drava koje subvencioniraju instaliranje elemenata za pretvorbu suneve energije u iskoristivi oblik energije. Osnovni problemi su iskoritavanja su mala gustoa energetskog toka, velike oscilacije intenziteta zraenja i veliki investicijski trokovi. 2.3. Bioenergija Biomasa je obnovljiv izvor energije, a ine ju brojni proizvodi biljnog i ivotinjskog svijeta. Moe se izravno pretvarati u energiju izgaranjem te tako proizvesti vodena para za grijanje u industriji i kuanstvima te dobivati elektrina energija u malim termoelektranama. Fermentacija u alkohol zasad je najrazvijenija metoda kemijske konverzije biomase. Na slici desno prikazan je energetski potencijal bioenergije u Hrvatskoj.

4

Glavna je prednost biomase u odnosu na fosilna goriva manja emisija tetnih plinova i otpadnih voda. Dodatne su prednosti zbrinjavanje i iskoritavanje otpada i ostataka iz poljoprivrede, umarstva i drvne industrije, smanjenje uvoza energenta, ulaganje u poljoprivredu i nerazvijena podruja i poveanje sigurnosti opskrbe energijom. Predvia se da e do sredine stoljea u svijetu udjel biomase u potronji energije iznositi izmeu 30 i 40 posto. vedska je npr. 1998. dobivala iz Potencijal bioenergije u koritenja biomase 18% energije, a Slika3. je da kontinentalni dio imaHrvatskoj po regijama. Vidljivo puno vei biopotencijal Finska 10%. Prema dokumentima EU od primorskog, jer je veliki dio naeg primorja vrlo krto predvia se da e proizvodnja kamenito tlo. energije iz biomase u odnosu na ostale obnovljive izvore energije 2010. iznositi 73%. Ukrajina ima instalirane kapacitete od 320 MW za dobivanje struje upravo koritenjem biomase. Budui da Hrvatska cilja na lanstvo u Europskoj uniji, u nastavku je opisano trenutno stanje u dravama Europske unije. To je zbog toga jer u Hrvatskoj za sada jo nije dovoljno razvijen sustav iskoritavanja bioenergije (osim drva za grijanje prostorija i vode). 2.4. Energija vode Energija vode (hidroenergija) je najznaajniji obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji. U posljednjih 30-ak godina proizvodnja energije u hidroelektranama je utrostruena, ali je time udio hidroenergije povean za samo 50% (sa 2.2% na 3.3%). U nuklearnim elektranama u istom je razdoblju proizvodnja poveana gotovo sto puta, a udio 80 puta. Tako je zbog toga jer koritenje hidroenergije ima svoja ogranienja. Ne moe se koristiti posvuda jer podrazumijeva obilje brzo tekue vode, a poeljno je i da je ima dovoljno cijele Slika4. Hidroelektrana Itaipu. Da bi se ponitio utjecaj oscilacije protoka vode na rijekama se godine, jer se elektrina struja ne moe grade ogromne brane. Zbog toga se mijenja jeftino uskladititi. Da bi se ponitio utjecaj bioloka slika krajolika. oscilacija vodostaja grade se brane i akumulacijska jezera. To znatno die cijenu cijele elektrane, a i die se razina podzemnih voda u okolici akumulacije. Razina podzemnih voda ima dosta utjecaja na5

biljni i ivotinjski svijet, pa prema tome hidroenergija nije sasvim bezopasna za okoli. Veliki problem kod akumuliranja vode je i zatita od potresa, a u zadnje vrijeme i zatita od teroristikog ina (za vrijeme Domovinskog rata Srbi su pokuali sruiti branu Perukog jezera). Procjenjuje se da je iskoriteno oko 25 % svjetskog hidroenergetskog potencijala. Veina neiskoritenog potencijala nalazi se u nerazvijenim zemljama, to je povoljno jer se u njima oekuje znatan porast potronje energije. Najvei projekti, planirani ili zapoeti, odnose se na Kinu, Indiju, Maleziju, Vijetnam, Brazil, Peru... Rastua potreba za energijom pri tome esto pretee nad brigom o utjecajima na okoli, a dimenzije nekih zahvata nameu dojam da je njihovo izvoenje ne samo stvar energije nego i prestia. U strukturi elektroenergetskog sustava Hrvatske, vie od polovice izvora ine hidroelektrane. Zbog toga Hrvatska spada meu vodee zemlje u proizvodnji energije iz obnovljivih izvora. Razvoj energetskog koritenja vodnih snaga u Hrvatskoj zapoinje jo 1895. godine s prvom hidroelektranom izgraenom na Skradinskom buku na rijeci Krki - dananjom HE Jaruga. Godine 1904. izgraena je nova HE Jaruga instalirane snage 5,4 MW. Potom slijede HE Miljacka izgraena 1906. godine (Manojlovac) na rijeci Krki, HE Ozalj (1908. godine) na rijeci Kupi, HE Kraljevac (1912. godine) na rijeci Cetini itd. Prve hidroelektrane koje su poveale snagu elektroenergetskog sustava, izgraene iza Drugog svjetskog rata, bile su HE Vinodol, HE Zavrelje kod Dubrovnika i HE Ozalj 2. Danas je u pogonu 21 hidroelektrana u Hrvatskoj. Postoje dvije vrste: akumulacijske (ima i reverzibilnih) i protone. Sve hidroelektrane HEP-a dobile su Zeleni certifikat za proizvodnju elektrine energije iz obnovljivih izvora. Temeljno obiljeje hidroelektrana hrvatskog elektroenergetskog sustava je dugogodinji rad i starost postrojenja. Primjerice, najmlae hidroelektrane HE Dubrava i HE ale putene su u rad 1989. godine. Stoga je potrebna njihova revitalizacija, koja se provodi sukladno financijskim mogunostima Hrvatske elektroprivrede. 2.5. Geotermalna energija Rije geotermalno ima porijeklo u dvjema grkim rijeima geo (zemlja) i therme (toplina) i znai toplina zemlje, pa se prema tome toplinska energija Zemlje naziva jo i geotermalna energija. Toplina u unutranjosti Zemlje rezultat je formiranja planeta iz praine i plinova prije vie od etiri milijarde godina, a radioaktivno raspadanje elemenata u stijenama kontinuirano regenerira tu toplinu, pa je prema tome geotermalna energija obnovljivi izvor energije. Osnovni medij koji prenosi toplinu iz unutranjosti na povrinu je voda ili para, a ta komponenta obnavlja se tako da se voda od kia probija duboko po raspuklinama i tamo se onda zagrijava i cirkulira natrag prema povrini, gdje se pojavljuje u obliku gejzira i vruih izvora. Vanjska kruta kora Zemlje duboka je od pet do 50 kilometara i sastavljana je od stijena. Tvari iz unutarnjeg sloja neprestano izlaze na povrinu kroz vulkanske otvore i pukotine na dnu oceana.

6

Ispod kore nalazi se omota i on se protee do dubine od 2900 kilometara, a sainjen je od spojeva bogatih eljezom i magnezijem. Ispod svega toga nalaze se dva sloja jezgre tekui sloj i kruti sloj u samoj jezgri planeta. Polumjer Zemlje je otprilike 6378 kilometara, i nitko zapravo ne zna to se tono nalazi u unutranjosti, sve Slika5. Zemlja ima nekoliko slojeva. Osnovni slojevi su vanjska kruta navedeno su zapravo kora (Crust), tekui omota plat (Mantle), vanjska tekua jezgra znanstvene pretpostavke (Outer Core) i unutranja kruta jezgra (Inner Core). izgleda unutranjosti planeta. Te pretpostavke temelje se na eksperimentima u uvjetima visokog tlaka i velikih temperatura. Sputanjem kroz vanjski sloj Zemlje, tj. koru temperatura raste otprilike 17 C do 30 C po kilometru dubine (50 87 F po milji dubine). Ispod kore nalazi se omota koji je sastavljen od djelomino rastopljenih stijena i temperatura tog omotaa je izmeu 650 i 1250 C (1200 2280 F). U samoj jezgri Zemlje temperature bi po nekim procjenama mogle biti izmeu 4000 i 7000 C (7200 12600 F). Budui da toplina uvijek prelazi sa toplijih dijelova na hladnije, toplina iz unutranjosti Zemlje prenosi se prema povrini i taj prijenos topline glavni je pokreta tektonskih ploa. Na mjestima gdje se spajaju tektonske ploe moe doi do proputanja magme u gornje slojeve i ta magma se tada hladi i stvara novi sloj zemljine kore. Kad magma doe do povrine moe stvoriti vulkane, ali veinom ostaje ispod povrine te tvori ogromne bazene i tu se poinje hladiti, a taj proces traje od 5000 godina do milijun godina. Podruja ispod kojih se nalaze ovakvi bazeni magme imaju visok temperaturni gradijent, tj. temperatura raste vrlo brzo poveanjem dubine i takva podruja izuzetno su pogodna za iskoritavanje geotermalne energije. Potencijal geotermalne energije je ogroman, ima je 50000 puta vie od sve energije koja se moe dobiti iz nafte i plina irom svijeta. Geotermalni resursi nalaze se u irokom spektru dubina, od plitkih povrinskih do vie kilometara dubokih rezervoara vrue vode i pare koja se moe dovesti na povrinu i iskoristiti. U prirodi se geotermalna energija najee pojavljuje u formi vulkana, izvora vrue vode i gejzira. U nekim zemljama se geotermalna energija koristi ve tisuljeima u obliku toplica odnosno rekreacijsko-ljekovitog kupanja. No razvoj znanosti nije se ograniio samo na podruje ljekovitog iskoritavanja geotermalne energije ve je iskoritavanje geotermalne energije usmjerio i prema procesu dobivanja elektrine energije te grijanju kuanstava i industrijskih postrojenja. Grijanje zgrada i iskoritavanje geotermalne energije u procesu dobivanja struje, glavni su ali ne i jedini naini iskoritavanja te energije. Geotermalna energija takoer se moe iskoristiti i u druge svrhe kao to su primjerice u proizvodnji7

papira, pasterizaciji mlijeka, plivakim bazenima, u procesu suenja drveta i vune, planskom stoarstvu, te za mnoge druge svrhe. Glavni nedostatak prilikom iskoritavanja geotermalne energije je da nema puno mjesta na svijetu koja su izuzetno pogodna za eksploataciju. Najpogodnija su podruja na rubovima tektonskih ploa, tj. podruja velike vulkanske i tektonske aktivnosti.

3. Neobnovljivi izvori energijeObnovljivi izvori energije pruaju znatni potencijal za budunost, ali trenutno su vrlo ogranienih mogunosti i skuplja je energija koja dolazi iz njih. Zbog Slika6. Poveanje koncentracije ugljinog dioksida u atmosferi. Vidljivo je toga e proi jo znatno poveanje emisije na kraju 20. stoljea. neko vrijeme do znaajnije upotrebe takvih izvora energije. Do onda se moramo osloniti na neobnovljive izvore energije. To su:

1) nuklearna energija 2) ugljen 3) nafta 4) prirodni plin Od toga ugljen, naftu i prirodni plin nazivamo jo i fosilna goriva. Samo ime fosilna goriva govori o njihovom nastanku. Prije mnogo milijuna godina ostaci biljaka i ivotinja poeli su se taloiti na dno oceana ili na tlo. S vremenom je te ostatke prekrio sloj blata, mulja i pijeska. U tim uvjetima razvijale su se ogromne temperature i veliki pritisci, a to su idealni uvjeti za pretvorbu ostataka biljaka i ivotinja u fosilna goriva. Glavni izvor energije fosilnih goriva je ugljik, pa njihovim sagorijevanjem u atmosferu odlazi puno ugljinog dioksida. To je glavni problem iskoritavanja fosilnih goriva gledano s ekolokog aspekta. Na slici je prikazan rast koncentracije ugljinog dioksida u atmosferi u zadnjih 150 godina. Vidljivo je da se koncentracija u tom razdoblju poveala za ak 28%. Zadnjih 150 godina je razdoblje sve veeg poveanja8

upotrebe fosilnih goriva. Na poetku se najvie koristio ugljen, koji je i najopasniji za okolicu jer u atmosferu isputa uz ugljini dioksid i sumpor te neke druge tvari. Sumpor se u atmosferi spaja s vodenom parom i tvori sumpornu kiselinu, koja pada na tlo u obliku kiselih kia. Problem kiselih kia najizraeniji je bio u SAD-u i Kanadi, ali ni Europske drave nisu bile poteene. U Europi su najvie problema imale Njemaka i Velika Britanija. Da bi smanjile mogunost kiselih kia SAD su uloile oko dvije milijarde dolara u istraivanje metoda za proiavanje ugljena. Tehnologije pronaene tim istraivanjima znatno su smanjile uestalost pojavljivanja kiselih kia. Nuklearne elektrane ne isputaju ugljini dioksid, ali nakon upotrebe nuklearno gorivo je izuzetno radioaktivno i potrebno ga je skladititi vie desetaka godina (najradioaktivnije i vie stotina godina) u sigurnim betonskim bazenima ili podzemnim bunkerima. U normalnim uvjetima nuklearna energija je vrlo isti izvor energije, ali potencijalna opasnost neke havarije sve vie smanjuje broj novoinstaliranih nuklearnih elektrana. Strah od havarije dodatno su poveale dvije do sada najvee nuklearne nezgode: Otok Tri Milje 1979. godine i ernobilj 1986. godine. U oba sluaja do nezgode je dolo zbog niza greaka na opremi i ljudskih pogreaka. U zadnje vrijeme sve je manji utjecaj ovjeka na proces u nuklearnoj elektrani jer raunala su se pokazala pouzdanija za obavljanje nekih radnji koje ne zahtijevaju konstruktivno razmiljanje. 3.1. Nuklearna energija Gotovo dvije milijarde ljudi irom svijeta nema pristup elektrinoj energiji i taj e se problem pogoravati rastom populacije. Globalno oslanjanje na fosilna goriva i velike hidroelektrane ostati e trend bar do 2020. godine, ali to nee biti dovoljno za zadovoljavanje rastuih potreba ovjeanstva. Kao jedno od moguih rjeenja tog problema izdvaja se nuklearna energija. U zadnje tri dekade nuklearna energija ima znaajnu ulogu u proizvodnji elektrine energije. Trenutno pomou nuklearne energije generiramo oko 16% ukupno proizvedene elektrine energije u svijetu. Jaki proboj nuklearne energije moe se zahvaliti njezinoj istoi i gotovo nikakvim isputanjem stakleninih plinova. Dobro konstruirane nuklearne elektrane pokazale su se pouzdanima, sigurnima, ekonomski prihvatljivim i ekoloki dobroudnim. Do sad se u svijetu nakupilo vie od 9000 reaktor-godina rada, pa se skupilo i potrebno iskustvo u iskoritavanju nuklearne energije.

9

3.1.1.Utjecaj na okoli i spremanje radioaktivnog otpada Kao i svi procesi proizvodnje energije iz neobnovljivih izvora i nuklearne elektrane proizvode otpad. Kod njih je to radioaktivni otpad i vrua voda. Budui da nuklearne elektrane ne proizvode ugljini dioksid, njihovom upotrebom se ne poveava efekt staklenika. Radioaktivni otpad dijeli se na dvije osnovne kategorije: niskoradioaktivni i visoko-radioaktivni otpad. Veina nuklearnog otpada je nisko radioaktivni otpad. To su: obino smee, alati, zatitna odjela i ostalo. Taj se otpad kontaminirao sa malom razinom radioaktivnog praha ili estica, a mora Slika7. Posljedice nuklearne katastrofe u ernobilju. se uvati na nain da ne doe u kontakt Radioaktivni plinovi dospjeli su ak do Italije i Njemake. sa predmetima izvana. Pravi problem kod nuklearnih elektrana je ostatak iskoritenog goriva koji je visoko-radioaktivni otpad i mora se mora skladititi u specijalnim bazenima (voda ohlauje nuklearno gorivo i ponaa se kao tit od radijacije) ili u suhim kontejnerima. Starije i manje radioaktivno gorivo skladiti se u suhim skladitima. Tamo se zatvara u specijalne betonske armirane kontejnere. Iako su nuklearne elektrane bezazlene za okoli ukoliko se sve radi po pravilima, velika prijetnja okoliu je mogunost katastrofe prilikom nepravilnog koritenja. Do sad su se prilikom mirnodopskog iskoritavanja nuklearne energije desile dvije velike havarije: ernobilj i Otok Tri Milje. Najvea havarija u nuklearnim elektranama dogodila se 26.04.1986. godine u ernobilju u tadanjem SSSR-u, a dananjoj Ukrajini. Eksplodirao je reaktor broj etiri u nuklearnoj elektrani formiravi radioaktivni oblak koji se proirio na veliki dio Europe (slika). Do sada invaliditet je dobilo oko 27% spasioca koji su 26.04.1986. uli u kontaminirano podruje, a bilo ih je oko 200 000. Prilikom eksplozije razruena je aktivna zona reaktora i u toku 10 dana i noi trajao je aktivni stupanj havarije, praen intenzivnim oslobaanjem radioaktivnih elemenata. Oslobaanje radioaktivnih elemenata konano je zaustavljeno tek nakon to je u studenom 1986. godine reaktor stavljen u betonski sarkofag. Ukupna radioaktivnost pod sarkofagom premauje dva milijuna kirija. Manje tetna za ljude i okolicu bila je havarija na Otoku Tri Milje 28.03.1979. godine u Pensilvaniji, SAD. Tamo se zbog niza pogreaka i sigurnosnih propusta pregrijao i djelomino rastopio jedan od nuklearnih reaktora, to je rezultiralo manjim isputanjem radioaktivnih tvari u atmosferu. Za sad jo nije dokazana nikakva tetna posljedica te radijacije za ljude, ali je taj dogaaj znatno utjecao na predodbu o sigurnosti nuklearne energije. U danima koji su slijedili dogodio se veliki interes medija za tu nezgodu, a borci protiv nuklearne energije konano su dobili dobar razlog za10

veliku medijsku anti nuklearnu kampanju. Ta kampanja dobila je dodatni medijski uinak zbog filma Kineski sindrom (China syndrom) koji se poeo prikazivati samo nekoliko tjedana prije havarije na Otoku Tri Milje. U tom filmu se zbog niza sigurnosnih propusta skoro rastopio nuklearni reaktor, pa se i danas otapanje nuklearnog reaktora kolokvijalno naziva "kineski sindrom". Cijeli taj niz dogaaja potaknuo je vladu SAD-a da povea sigurnost nuklearnih postrojenja, ali i da smanjuje broj novoizgraenih nuklearnih elektrana. 3.1.2. Princip rada Nuklearne elektrane kao gorivo koriste energije. Nekontrolirani proces se zove izotop urana U-235 koji je vrlo pogodan za fisiju. U atomska bomba, a kontrolirani proces je prirodi se moe nai uran sa vie od 99% U-238 i nuklearni reaktor. svega oko 0.7% U-235. Dok U-238 apsorbira brze neutrone, U-235 se u sudarima sa sporim neutronima raspada na vrlo radioaktivne, fisijske produkte, a pri tom se oslobaa jo brzih neutrona (slika). Usporavanjem tih brzih neutrona u sudarima s molekulama teke vode, koja se pri tome zagrijava, ostvaruje se lanana reakcija. Osloboena toplina jest toliko eljena energija. U nuklearnim reaktorima se taj proces dogaa cijelo vrijeme u strogo kontroliranim uvjetima (izuzevi nekoliko trenutaka u ernobilju). Atomska bomba rezultat je namjerno izazvane prevelike koncentracije slobodnih neutrona koji se tada sudaraju sa fisijski osjetljivim atomima i na taj nain ostvaruju nekontroliranu eksploziju energije. Iako urana u prirodi ima relativno puno (sto puta vie od srebra) izotopa U-235 ima malo. Zbog toga se provodi postupak obogaivanja urana. U konanoj upotrebljivoj fazi, nuklearno gorivo biti e u formi tableta dugih oko dva i pol centimetra. Jedna takva tableta moe dati otprilike istu koliinu energije kao i jedna tona ugljena. Energija koja se oslobaa sudaranjem neutrona sa uranom koristi se za zagrijavanje vode. Ta voda (para) tada pokree generator, a nakon toga treba je rashladiti i ponovo vratiti u reaktor. Za to je potreban stalan i veliki protok vode oko jezgre reaktora. Na primjer nuklearna elektrana Krko koristi rijeku Savu za hlaenje. 3.1.3. Iskoritavanje nuklearne energije po dravama Drava koja proizvodi najvei udio svoje elektrine energije u nuklearnim elektranama je Francuska sa 75% proizvedene elektrine energije u nuklearnim elektranama. Slijede je Litva sa 73%, Belgija sa 58%, Bugarska, Slovaka i vedska sa 47%, Ukrajina sa 44% i Republika Koreja sa 43%. U jo deset drava iz nuklearne11Slika8. Princip oslobaanja nuklearne

energije proizvodi se po vie od 25% elektrine energije. SAD proizvode 19.8% svoje elektrine energije u nuklearnim elektranama, ali zbog velikog opsega proizvodnje zauzimaju najvei udio u ukupno proizvedenoj energiji u nuklearnim elektranama sa 28%. Slijedi ih Francuska sa 18% i Japan sa 12%. Sa poveanjem broja drava koje imaju nuklearne elektrane, poveao se i rizik da gorivo iz nuklearnih elektrana doe do pojedinaca koji ga ele upotrijebiti za svrhe koje nisu mirnodopske. U zadnje vrijeme je aktualan terorizam, a teroristi bi s nuklearnom tehnologijom mogli prouzroiti ogromnu nuklearnu katastrofu. Kod zatite od zlonamjernog koritenja nuklearne energije i politiari i znanstvenici moraju poduzeti odreene mjere. Zbog tog problema meunarodne organizacije nametnule su pravila o sigurnosti za 140 drava diljem svijeta. Problem sa uvanjem nuklearnog goriva (a i radioaktivnog otpada) trenutno je najizraeniji u siromanim dravama koje su nastale raspadom Sovjetskog Saveza. 3.2. Ugljen Ugljen je nastao od davnih biljaka. Prije 300 milijuna godina, znai prije dinosaura, ogromne biljke taloile su se u movarama. Milijunima godina preko tih ostataka taloilo se blato koje je stvaralo veliku toplinu u pritisak, a to su idealni uvjeti za nastanak ugljena. Danas se ugljen veinom nalazi ispod sloja stijena i blata, a da bi se dolo do njega probijaju se rudnici. Dvije najvanije upotrebe ugljena su proizvodnja elika i elektrine energije. Ugljen daje oko 23% ukupne primarne energije u svijetu. 38% generirane elektrine energije u svijetu dobiveno je od ugljena. Za oko 70% proizvodnje elika u svijetu potreban je ugljen kao kljuni sastojak. Od svih fosilnih goriva ugljena ima najvie, a ima i najduu povijest upotrebe. Arheolozi su pronali dokaze koji ukazuju da su Rimljani u Engleskoj koristili ugljen u drugom i treem stoljeu. U Sjevernoj Americi Indijanci su u 14. stoljeu koristili ugljen za kuhanje, grijanje i izradu keramike. U 18. stoljeu Englezi su otkrili da se ugljen spaljuje ie i na veoj temperaturi od drvenog ugljena. Industrijska revolucija bila je prvi pravi pokreta upotrebe ugljena. James Watt izumio je motor ne paru (parni stroj), koji je omoguio da strojevi obavljaju posao koji su prije obavljali ljudi ili ivotinje. James Watt je koristio ugljen za proizvodnju pare koja je pokretala motor. Tokom 19. stoljea brodovi i vlakovi su bili glavno sredstvo za transport, a koristili su parni stroj za pogon. U tim parnim strojevima koristio se ugljen za proizvodnju pare. 1880. godine ugljen je prvi put upotrijebljen za proizvodnju elektrine energije.

12

3.2.1. Ekologija i naini proiavanja ugljena Gledano iz ekolokog aspekta, ugljen je najopasniji izvor energije. Ugljen je, kao i svi fosilni izvori energije, najveim dijelom sainjen od ugljika i vodika. Unutar ugljena zarobljene su i neke neistoe, kao na primjer sumpor i duik. Kad ugljen Slika9. Najveim dijelom sagorijeva, te neistoe otputaju se u atmosferu. U atmosferi ugljen je sainjen od se te estice spajaju sa parom (na primjer u oblacima) i ugljika (crno) i vodika formiraju kapljice koje padaju na zemlju kao slabe sumporne i (crveno). Sumpora (uto) i eljeza (zeleno) ima duine kiseline - kisele kie. Unutar ugljena postoje jo i sitne manje. estice minerala. Te estice ne sagorijevaju i stvaraju pepeo koji ostaje nakon sagorijevanja. Jedan dio tih estica biva uhvaen u vrtlog plinova i, zajedno sa parom, formira dim koji dolazi iz elektrana na ugljen. Neke estice su toliko male da ako se sloe 30 u red, red bi bio dug jedva kao irina ljudske kose. Ugljen je najveim dijelom sainjen od ugljika. Kad ugljen sagorijeva ugljik se mijea sa kisikom iz zraka i na taj nain formira ugljini dioksid. Ugljini dioksid je plin bez boje i mirisa, a u atmosferi je jedan od stakleninih plinova. Veina znanstvenika vjeruje da je globalno poveanje temperature uzrokovano upravo otputanjem ugljinog dioksida u atmosferu. Iz svega nabrojenog ini se da je ugljen vrlo prljav izvor energije. Prije mnogo godina je bio prljav, ali u zadnjih 20 godina znanstvenici su pronali naine da uhvate veliki dio neistoa prije nego mogu pobjei u atmosferu. Danas postoje tehnologije koje mogu proistiti 99% sitnih estica i ukloniti 95% neistoa koje prouzrokuju kisele kie. Takoer postoje tehnologije koje smanjuju emisiju ugljinog dioksida u atmosferu efikasnijim sagorijevanjem ugljena. Veinu tih tehnologija financirale su vlade SAD-a i Kanade zbog velikih problema sa kiselim kiama. Najia primjena ugljena za dobivanje energije je pretvaranje u plin. Unutar velike metalne posude ugljen se zagrije i polije vodom. Na taj nain se dobije Slika10. Jedna od najiih elektrana smjesa ugljinog monoksida i vodika, a to je plin. Tim na ugljen je Tampa Electric's Polk Power Station u Floridi, a radi na plin postupkom se iz ugljena uklanja veina neistoa, pa dobiven od ugljena. prilikom spaljivanja ne dolazi do znatnog oneienja okoline. Kao primjer proiavanja ugljena moe se uzeti eliminacija sumpora. Koliina sumpora u ugljenu jako ovisi o nalazitu. U nekim nalazitima ima oko 10% sumpora u ugljenu, a postoje i nalazita sa manje od 1% sumpora. Jedna od metoda za proiavanje ugljena je usitnjavanje i jednostavno ispiranje. Na taj nain se ne moe ukloniti sav sumpor jer je jedan dio atoma sumpora ukomponiran sa ugljikom. Taj dio moemo ukloniti, ali trenutne tehnologije su preskupe za masovnu primjenu. Zbog toga u svim modernim elektranama na ugljen postoje ureaji koji uklanjaju sumpor iz plinova nakon sagorijevanja, a prije nego odu u atmosferu. Usprkos svim postupcima proiavanja, jedan dio neistoa izlazi u atmosferu i unitava prirodu.

13

3.2.2. Proizvodnja, potronja i zalihe ugljena

U zadnje vrijeme nema znaajnijih promjena u potronji ugljena. To je i razumljivo jer su tehnologije za iskoritavanje dostigle zrelost, pa nema velikih mogunosti napretka. Prema grubim predvianjima ugljena ima za jo oko 200 godina iskoritavanja dananjim tempom. To znai da u blioj budunosti nee biti problema sa opskrbom ugljenom, ali bi moglo biti problema zbog ekonomskih i ekolokih aspekata iskoritavanja te energije. Gledano geografski, Juna Amerika je kontinent s najmanje rezervi ugljena - samo 2.2% svjetskih rezervi. Afrika je takoer u loem poloaju s rezervama samo 6%, a od tih 6% Juna Slika11. Proizvodnja i potronja ugljena po dravama. Kina se Afrika ima 90% rezervi. Sjeverna tradicionalno oslanja na ugljen, a SAD je visoko zbog velike Amerika i Azija imaju po 25% potronje svih fosilnih goriva, pa tako i ugljena. ukupnih rezervi ugljena. Europa zajedno s Rusijom ima 35% potvrenih rezervi ugljena. Rezerve u Europi dominantno su podijeljene na Njemaku (21%) i Rusiju (50%). Najvei napredak u proizvodnji i potronji na kraju 20. stoljea dogodio se i Kini. U 1997. godini Kina je proizvela 1268 milijuna tona ugljena. U 1999. se dogodio pad na malo ispod 1000 milijuna tona, ali usprkos tome Kina je jo uvijek vodea drava po proizvodnji i potronji ugljena. Pad proizvodnje prouzroen je rekonstrukcijom Kineske industrije za proizvodnju ugljena. SAD su poveale proizvodnju na 975 milijuna tona, ali je sve manje ugljena raspoloivo za izvoz. Manjak vlastite proizvodnje SAD podmiruju bilateralnim ugovorom izmeu njih i Kanade. SAD uvoze i ugljen iz Kolumbije zbog jeftinog transporta do obale.

3.3. Nafta14

Slika12. Na slici je prikazan nastanak nalazita nafte i prirodnog plina. Prije 300 - 400 milijuna godina na tlu oceana poeli su se taloiti ostaci biljaka i ivotinja. S vremenom ih je prekrivao sve vei sloj pijeska i mulja koji je stvarao ogroman pritisak i velike temperature. U tim prilikama nastali su nafta i prirodni plin.

Nafta je nastala iz ostataka biljaka i ivotinja koje su ivjele prije mnogo milijuna godina u vodi. Na slici desno prikazan je nastanak nafte i prirodnog plina u tri koraka. Prvi korak bio je prije 300 - 400 milijuna godina. Tada su se ostaci poeli taloiti na dno oceana i s vremenom ih je pokrio pijesak i mulj. Prije 50 - 100 milijuna godina ti ostaci su ve bili prekriveni velikim Slika13. Nafta se ne nalazi u slojem pijeska i mulja koji je stvarao ogromne pritiske i nekakvim podzemnim bazenima kao visoke temperature. U tim prilikama nastali su sirova to misli veina ljudi, ve su kapljice pod velikim nafta i prirodni plin. Danas buimo kroz debele slojeve nafte zarobljene izmeu stijena. pritiskom u porama pijeska, mulja i stijena da bi doli do nalazita nafte. Prije nego pone buenje kroz sve te slojeve, znanstvenici i inenjeri prouavanju sastav stijena. Ako sastav stijena ukazuje na mogue nalazite nafte poinje buenje. Veliki problem prilikom buenja i transporta je mogunost isticanja nafte u okoli. Nove tehnologije omoguavaju poveanje preciznosti kod pronalaenja nafte, a to rezultira manjim brojem potrebnih buotina. Od 1990. godine vrijedi zakon da svaki novi izgraeni tanker mora imati dvostruku ljusku da bi se sprijeio izljev nafte u more prilikom havarije. Usprkos svim poboljanjima tehnologije buenja i transporta jo uvijek se dogaaju izljevi nafte u more, a to rezultira gotovo potpunim unitenjem biljnog i ivotinjskog svijeta u tom dijelu mora. Iako je zagaenje mora isticanjem sirove nafte veliko, u usporedbi sa zagaenjem zraka koritenjem naftnih derivata je zanemarivo. Prilikom sagorijevanja naftnih derivata oslobaaju se velike koliine ugljinog dioksida u atmosferu. Ugljini dioksid je staklenini plin i njegovim isputanjem u atmosferu utjeemo na poveanje globalne temperature na zemlji. Zbog tog problema donesen je Kyoto protokol, ali ga najvei zagaivai jo uvijek nisu potpisali. Veina ljudi misli da se nafta nalazi u nekakvim podzemnim bazenima, ali to nije tako. Nafta se nalazi zbijena u sitnim porama izmeu stijena pod vrlo velikim pritiskom (slika desno). Kad se napravi buotina do dubine u kojoj se nalaze pore s naftom, te15

sitne kapljice zbog velikog pritiska navale u buotinu. To se moe usporediti sa isputanjem zraka iz balona. Kad pustimo grlo balona zrak koji je u balonu pod pritiskom navali van. Isto tako i nafta pod pritiskom navali kroz buotinu prema povrini. Zbog toga se prije dogaalo da se velike koliine nafte razliju oko buotine zbog nepripremljenosti. U poetku prirodni pritisak tjera naftu van kroz buotinu, a nakon toga se naftne kompanije odluuju na pumpanje nafte iz buotine. Te dvije faze eksploatacije nazivaju se primarna proizvodnja. Nakon toga u buotini se nalazi jo uvijek oko 75% poetne koliine nafte. Zbog toga se naftne kompanije odluuju na preplavljivanje nalazita nafte vodom. Kroz neku drugu buotinu pumpaju vodu u nalazite i time "ispiru" jedan dio preostale nafte. Na taj nain dobije se jo oko 15% poetne koliine nafte. Na kraju u nalazitu ostane oko 60% nafte koju za sad jo uvijek ne znamo ispumpati van. 3.3.1. Proizvodnja, potronja i rezerve nafte Isticanje SAD-a po potronji je oekivano jer se oni tradicionalno oslanjaju na fosilna goriva. Po proizvodnji se istie Saudijska Arabija, a slijede ju Rusija i SAD. Vidljivo je da SAD svojom proizvodnjom pokriva samo 39% svojih potreba, pa su prisiljeni na veliki uvoz nafte. Glavni izvoznici nafte u SAD su Meksiko i zemlje bliskog i srednjeg istoka. U zemljama bliskog i srednjeg istoka procijenjene su i najvee zalihe nafte. Tu se istie Saudijska Arabija sa 264.2 milijarde barela zaliha. Iz svega toga jasno je zato se SAD uplie u politiku zemalja bliskog i srednjeg istoka te je shvatljiva velika vojna prisutnost SAD-a u blizini tih podruja. Da bi smanjile ovisnost o uvozu nafte, veina drava ima takozvane strateke zalihe koje osiguravaju neovisnost o uvozu na nekoliko mjeseci. Te zalihe pomau i kod naglih poveanja cijene nafte za amortizaciju. Predsjednik SAD-a Bush naredio je da se njihove nacionalne zalihe popune na puni kapacitet od 700 milijuna barela do 2005. godine. Drave izvoznici nafte formirale su udruenje drava izvoznika nafte (OPEC Organization of the Petroleum Exporting Countries) i to udruenje kontrolira cijenu i koliinu nafte koja e se proizvesti. Drave lanice OPEC-a su: Alir, Indonezija, Iran, Irak, Kuvajt, Libija, Nigerija, Katar, Saudijska Arabija, Ujedinjeni Arapski Emirati i Venezuela. Budui da je izvoz nafte najznaajniji dio gospodarstva tih drava, odravaju se minimalno dva sastanka godinje na kojima se odreuje optimalna koliina proizvodnje. 11 lanica OPEC-a proizvodi oko 40% ukupne svjetske proizvodnje nafte, a u potvrenim zalihama ima tri etvrtine ukupno potvrenih zaliha u svijetu.

Tablica 1. Najvei potroai nafte

16

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Drava Sjedinjene Amerike Drave Japan Kina Njemaka Brazil Rusija Kanada Indija Francuska Meksiko Italija Velika Britanija panjolska Saudijska Arabija Indonezija

Potronja (milijuna barela dnevno) 19.7 5.4 4.9 2.71 2.38 2.2 2.0 2.0 1.96 1.93 1.87 1.7 1.5 1.36 1.02

Tablica2. Najvei proizvoai nafte Drava 1. Saudijska Arabija Drava 2. Rusija 1. Saudijska Arabija 3. Sjedinjene Amerike Drave 2. Ujedinjeni Arapski Emirati 4. Meksiko 3. Iran 5. Kina 4. Rusija 6. Iran 5. Libija 7. Norveka 6. Kina 8. Venezuela 7. Sjedinjene Amerike Drave 9. Kanada 8. 10. Katar Britanija Velika 9. 11. Norveka Arapski Emirati Ujedinjeni 10. Alir 12. Irak 11. Brazil 13. Nigerija 12. Oman 14. Kuvajt 13. Angola 15. Alir 14. Indija 15. Kazahstan Tablica3. Drave sa najveim zalihama nafte

Proizvodnja (milijuna barela dnevno) 8.68 Zalihe (milijadri barela) 7.69 264.2 7.69 97.8 3.58 89.7 3.38 48.6 3.36 29.5 3.33 24 2.94 22.4 2.88 15.2 2.46 9.4 2.27 9.2 2.03 8.4 2.01 5.5 1.87 5.4 1.66 5.4 5.4

3.3.2. Nafta u Hrvatskoj Industrija nafte d.d. Zagreb (INA) je Hrvatska nacionalna kompanija za naftne preraevine i prirodni plin. INA Naftaplin je dio INA-e koji je zaduen za istraivanje i proizvodnji nafte i prirodnog plina. U 2002. godini proizvedeno je 1,34 milijuna tona nafte i kondenzata, od toga: u Hrvatskoj 770.215 tona nafte i 338.235 tona kondenzata u Angoli 167.808 tona nafte u Egiptu 65.372 tona nafte

17

Na domaim naftnim poljima oekivani prirodni pad proizvodnje znatno je ublaen izvoenjem brojnih rudarskih radova te primjenom razliitih metoda umjetnog podizanja kapljevine. U rafinerijama nafte u Hrvatskoj je 2002. godine proizvedeno 5.248.481 tona naftnih derivata. Od toga je u Hrvatskoj prodano 2.966.000 tona, a ostalo je izvezeno u Bosnu i Hercegovinu (596.000 tona), Sloveniju (184.000 tona), Crnu Goru (163.000 tona), Srbiju (86.000 tona) i na ostala trita (644.342 tona). Vlastita potronja i gubitak iznosili su 609.139 tona. Obvezne zalihe nafte i naftnih derivata su zalihe koje se koriste za osiguranje opskrbe naftom i naftnim derivatima u sluaju prijetnje energetskoj sigurnosti drave, uslijed izvanrednih okolnosti poremeaja opskrbe. Koliina tih zaliha odreena je Zakonom o stratekim robnim zalihama i Zakonom o energiji. Prema tim zakonima donesena je uredba na temelju koje sve kompanije koje su u prethodnoj godini ostvarile neto uvoz od najmanje 25 tona nafte i naftnih derivata, imaju obavezu na teritoriju Republike Hrvatske ostvariti zalihu od 25% uvezene koliine nafte prethodne godine. Neto uvoz iz stavka je koliina nafte i naftnih derivata uvezena tijekom prethodne kalendarske godine, umanjena za izvezenu koliinu nafte i naftnih derivata u istome razdoblju. Prema tom zakonu na teritoriju Republike Hrvatske mora biti zaliha naftnih derivata za 90 dana prosjene potronje bez uvoza. Kriteriji 90-dnevne rezerve iznose izmeu 800 i 900 tisua tona nafte i naftnih derivata. Zemlje lanice Europske Unije imaju takoer 90-dnevne zalihe nafte i naftnih preraevina na svom teritoriju.

3.4. Plin Puno vremena se mislilo da je prirodni plin beskoristan. ak i danas se u nekim dravama rjeavaju tog plina tako da ga spaljuju u velikim bakljama. Glavnim dijelom sainjen je od metana, jednostavnog spoja koji se sastoji od jednog atoma ugljika i etiri atoma vodika. Metan je visoko zapaljiv i sagorijeva gotovo potpuno. Nakon sagorijevanja ne ostaje pepela, a zagaivanje zraka je vrlo malo. Prirodni plin nema boje, okusa, mirisa ni oblika u svojoj prirodnoj formi, pa je prema tome ljudima neprimjetan. Zbog toga im kompanije dodaju kemikaliju koja ima miris pokvarenog jaja. Taj Slika14. Gorivo za miris omoguava ljudima laku detekciju putanja plina u kui. uline svjetiljke bila18je jedna od najranijih upotreba prirodnog plina.

1821. godine u Fredoniji, New York, William A. Hart izbuio je 27 stopa duboku buotinu s ciljem poveanja protoka prirodnog plina na povrinu. Zbog toga se ta godina uzima kao poetak namjernog iskoritavanja prirodnog plina. Prvi zapisi o prirodnom plinu seu do oko 100. godine poslije Krista kad su prvi put zabiljeene "vjene baklje" na podruju dananjeg Iraka. Te "vjene baklje" najvjerojatnije su rezultat proputanja prirodnog plina kroz zemljinu koru, a zapalila ga je munja. U 19. stoljeu prirodni plin koriten je gotovo iskljuivo za uline svjetiljke. U to vrijeme nije jo bilo plinovoda i masovna distribucija po kuanstvima nije bila mogua. Oko 1890. godine veina gradova poela je koristiti elektrinu energiju za rasvjetu, pa su proizvoai prirodnog plina poeli traiti nova trita za svoj proizvod. 1885. godine Robert Bunsen izumio je plamenik koji je mijeao zrak s prirodnim plinom. Taj izum omoguio je iskoritavanje prirodnog plina za kuhanje i grijanje prostorija. Prvi znaajniji plinovod napravljen je 1891. godine. Bio je dug 120 milja i prenosio je plin iz sredinje Indijane u Chicago. Nakon toga sagraeno je vrlo malo plinovoda sve do kraja drugog svjetskog rata. Tokom drugog svjetskog rata dolo je do velikog napretka u svojstvima metala, tehnikama varenja i izraivanja cijevi, pa je izgradnja plinovoda postala ekonomski vrlo privlana, a samim time i upotreba u gospodarstvu i domainstvima. 3.4.1. Vaenje prirodnog plina iz zemlje i mora

U mnogo sluajeva prirodni plin je idealno fosilno gorivo jer je prilino ist, jednostavan za transport i komforan za upotrebu. ii je od nafte i ugljena, pa se sve vie spominje i kao rjeenje za postojee klimatske promjene i probleme sa loom kvalitetom zraka. Za razliku od nafte i ugljena, prirodni plin ima vei omjer vodik/ugljik i ima manju emisiju ugljinog dioksida u atmosferu za istu koliinu energije. Kod vaenja prirodnog plina jo uvijek postoje limiti zbog dananje tehnologije. Prirodni plin se ne nalazi samo u depovima, nego se u mnogo sluajeva nalazi s naftom. esto se i nafta i prirodni plin izvlae iz istog nalazita. Kao i kod proizvodnje nafte, dio prirodnog plina samostalno dolazi na povrinu zbog velikog pritiska u dubinama. Ti tipovi plinskih buotina zahtijevaju samo sustav cijevi koji se naziva i "boino drvce" za kontrolu protoka plina. Sve je manje takvih buotina jer je veina ovog "jeftinog" plina ve izvaena. Zbog toga skoro uvijek treba upotrijebiti neku vrstu pumpanja iz podzemlja. Najei oblik pumpe je "konjska glava" koja die i sputa prut u buotinu i van, dovodei prirodni plin i naftu na povrinu. esto se protok plina moe poboljati tako da se stvore sitne pukotine u stijeni, koje slue kao staze za protok plina. U stijenu se pod visokim pritiskom pumpa neka tekuina (npr. voda) koja razbija stijenu. Prirodni plin se pronalazi u razliitim podzemnim formacijama. Neke su formacije tee i skuplje za iskoritavanje, ali ostavljaju prostor za poboljanje opskrbe plinom u budunosti. Nakon to se prirodni plin izvue na povrinu, preko sustava plinovoda se dovodi u spremnike, a nakon toga i do krajnjih potroaa. 3.4.2. Poveana potranja za prirodnim plinom19

Tablica4. Drave sa najveim zalihama prirodnog plina

Dr a va 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Zalihe u trilijunima m3 Rusija Iran Katar Ujedinjeni Arapski Emirati Saudijska Arabija Sjedinjene Amerike Drave Alir Venezuela Nigerija Irak Ostale zemlje 47.7 24.3 10.9 6.0 5.8 4.7 4.5 4.2 3.5 3.1 36.7

Smanjeni lo utjecaj na okoli i napredak u tehnologiji uinili su prirodni plin preferiranim gorivom. U proteklih deset godina proizvodnja prirodnog plina je stalno rasla. Prema istraivanjima u 1999. godini je potronja prirodnog plina bila oko 2.4 trilijuna metara kubnih, to je napredak od 4.1% u odnosu na 1996. godinu. Trendovi pokazuju da e se to stalno poveavanje proizvodnje nastaviti u dolazeim godinama jer se preferiraju goriva s manje ugljika. U Kini se potronja ugljena u 1999. godini smanjila, a potronja prirodnog plina se poveala za 10.9% od 1998. U Azijsko-pacifikoj regiji potronja prirodnog plina porasla je za 6.5%. Sa priblino 50% svjetske populacije i rastuim ekonomijama koje zahtijevaju energiju, ta regija ima vrlo veliki potencijal u potronji prirodnog plina. Gledano regionalno, afriki kontinent ima najvei porast potronje, sa rastom od 9.1% u 1999. godini. Afrika ima rastui potencijal ne samo kao trite za prirodni plin, nego i kao proizvoa. Zemljama u razvoju biti e potrebna pomo u tehnologiji da bi poveale potronju prirodnog plina ( a time smanjile potronju nafte i ugljena). U tablici su navedene potvrene zalihe prirodnog plina u pojedinim dravama. Zalihe su prilino velike, ali nisu beskonane. Rusija prednjai u zalihama, a slijede je drave srednjeg istoka. Za sada su zemlje srednjeg istoka vie koncentrirane na proizvodnju nafte pa je proizvodnja plina kod njih mala. To im daje veliki potencijal u budunosti, jer kad iskoriste naftu njihove ekonomije e se prebaciti na proizvodnju prirodnog plina. Trenutno su najvei proizvoai prirodnog plina Rusija sa 590 milijardi m3 i SAD sa oko 530 milijardi m3. SAD su najvei potroa sa oko 620 milijardi m3, a slijedi ih Rusija sa 395 milijardi m3. 3.4.3. Prirodni plin u Hrvatskoj20

U hrvatskoj imamo specifinu situaciju iskoritavanja prirodnog plina. Prvo se plin upotrebljava za proizvodnju elektrine energije, da bi se nakon toga elektrina energija koristila za grijanje prostorija, kuhanje i pripremu tople vode. Analiziramo li 1997. godinu dolazimo do zabrinjavajueg podatka da je za grijanje i potronu toplu vodu utroeno oko 4,3 TWh elektrine energije i to: za grijanje priblino 2,1 TWh za potronu toplu vodu 2,2 TWh. Ako se toj potronji dodaju gubici pri prijenosu, distribuciji i vlastita potronja u elektranama, onda to iznosi ukupno 5,13 TWh elektrine energije ili priblino 40% ukupne potronje elektrine energije u hrvatskoj. Za takvo rasipanje energije Hrvatska je presiromana zemlja i nuna je optimizacija potronje. Trebalo bi stimulirati upotrebu prirodnog plina u podrujima gdje se moe upotrijebiti umjesto elektrine energije.

4. ZakljuakIz svega navedenog moe se zakljuiti da je energija i njeno iskoritavanje bitan faktor u razvoju ovjeanstva. Svijet se nalazi na prekretnici po pitanju iskoritavanja izvora energija. Zaliha neobnovljivih izvora energije, ne koje se ovjeanstvo do sada najvie oslanjalo, je sve manje, dok populacija raste, to dakako predstavlja negativan omjer. Hitnost rijeavanja problema ikoritavanja energije iz obnovljivih izvora je21

neupitna, te u sljedeih nekoliko desetaka godina mora biti realizirana, ne samo zbog kvantitativnih razloga, ve i kvalitativnih kao to su ekoloki razlozi. ivot na Zemlji nastao je i opstao milijunima godina zahvaljujui povoljnim klimatskim prilikama. Klima se moe promatrati kao obnovljivi resurs kojemu je energetska komponenta energija sunca, a materijalna komponenta su oceani kao rezervoari za vodu. Energija sunca potie kruenje vode na Zemlji i time omoguava ivot. Tamo gdje nema vode nema ni kvalitetnog ivota, npr. u pustinjama. Klimatske promjene na zemlji dostigle su takav nivo da moemo govoriti o klimatskoj krizi. Vizija izlaska iz te krize je vrlo jasna i to je povratak na manje tetne izvore energije. Meutim, lobiji koji zagovaraju daljnju upotrebu fosilnih goriva i nuklearne energije daleko su premoni na tritu energije i trenutno nema nikakvih naznaka usporavanja potronje "prljavih" izvora energije. Takav pristup mogao bi u budunosti znatno promijeniti klimu, a time bi ivot klimatski osjetljivih biljaka i ivotinja bio ugroen. Budui da sve vrste ive u prirodnoj ravnotei to bi utjecalo na cijeli bioloki sustav Zemlje. Da bi se izbjegla takva budunost Zemlje, neke drave poele su poticati programe tednje energije i prelazak na "iste" izvore energije. Naalost, globalno gledano za sada nema velikog napretka u tome jer je koliina energije dobivena na taj nain zanemariva prema energiji dobivenoj od fosilnih goriva i nuklearnih elektrana.

5. Literatura1. http://www.izvorienergije.com/uvod_u_izvore_energije.html 2. http://www.izvorienergije.com/obnovljivi_izvori_energije.html 3. http://www.izvorienergije.com/energija_vjetra.html 4. http://www.izvorienergije.com/energija_sunca.html 5. http://www.izvorienergije.com/bioenergija.html22

6. http://www.izvorienergije.com/energija_vode.html 7. http://www.izvorienergije.com/geotermalna_energija.html 8. http://www.izvorienergije.com/neobnovljivi_izvori_energije.html 9. http://www.izvorienergije.com/nuklearna_energija.html 10. http://www.izvorienergije.com/ugljen.html 11. http://www.izvorienergije.com/nafta.html 12. http://www.izvorienergije.com/prirodni_plin.html

6. Popis slika

Slika 1. Trend rasta proizvodnje energije iz vjetra Slika 2. Podruja eksploatacije suneve energije Slika 3. Potencijal bioenergije u Hrvatskoj po regijama23

Slika 4. Hidroelektrana Itaipu Slika 5. Slojevi Zemlje Slika 6. Poveanje koncentracije ugljinog dioksida u atmosferi Slika 7. Posljedice nuklearne katastrofe u ernobilu Slika 8. Princip oslobaanja nuklearne energije Slika 9. Kemijski sastav ugljena Slika 10. Elektrana Tampa Electric's Polk Power Station u Floridi Slika 11. Proizvodnja i potronja ugljena po dravama Slika 12. Nastanak nalazita nafte i prirodnog plina Slika 13. Pore u stijenama u kojima se nalazi nafta Slika 14. Primjena prirodnog plina u ulinoj rasvjeti

7. Popis tablicaTablica 1. Najvei potroai nafte Tablica 2. Najvei proizvoai nafte Tablica 3. Drave sa najveim zalihama nafte Tablica 4. Drave sa najveim zalihama prirodnog plina

24