ENERGETIKA I ENERGETSKI IZVORIENERGETIKA I ENERGETSKI IZVORI

Energetika je naučna disciplina koja proučava: izvore energije pretvaranje jednog oblika energije u drugi prenos i distribuciju energije upotrebu energije u njenim korisnim oblicima posledice proizvodnje i upotrebe energije

Svojstvo svake materije je istovremena manifestacija mase i energije. Ova dva faktora dejstvom u kretanju izazivaju promenu, tj. vrše rad.Svojstvo materije da može vršiti neki rad naziva se energija.Grčki: enen (u) (u) ergioergio (dejstvo) (dejstvo)

Savremeni svet postao je veoma zavisan od ukupne raspoložive energije koju koristi za: Proizvodnju dobara, industrija (40 do 50% ) Podmirenje potreba široke potrošnje (30 do 40%) Transport (20%)

OBLICI ENERGIJEOBLICI ENERGIJE 

Na sadašnjem stepenu razvoja energetike, najadekvatnija klasifikacija energije je aspekt njenog pojavljivanja u prirodi i mogućnost primene, pa se zato raspravlja o:

1. Primarna2. Sekundarna

3. Korisna energija

Primarna energija se nalazi u prirodi i to kao:Primarna energija se nalazi u prirodi i to kao:Unutrašnja energija nuklearnih i fosilnih goriva (uran, ugalj, nafta, zemno ulje i gas), predstavlja osnovnu termogenstku sirovinu sa visokom koncentracijom akomulirane energije u jedinici mase.Kinetička i potencijalna energija vode (energija vodenih padova i tokova), energija plime i oseke mora i okeana, energija talasa, a takođe energija temperaturne razlike dubljih i plićih voda, pre svega u tropskim morima. Morske struje! Sunčeva energija: predstavlja ogromnu količinu energije koju sunce prenosi na zemlju posredstvom zračenja. Ekvivalent je oko 1 700 000 milijardi tona kamenog uglja. Energija koju sunce preda zemlji u toku dva sata jednaka je jednogodišnjim potrebama energije u svetu. U posebnim sunčanim pećima (sa velikim brojem konkavnih ogledala) u žiži može se razviti temperatura od oko 6000C).

Energija vetra: korišten od davnina, vetrenjače, a u saobraćaju pokretanje brodova na jedra (preplovljeni i Atlanski i Tihi okean). Poslednjih godina izgra|en je veliki broj postrojenja za pretvaranje kinetičke energije vazduha u električnu energiju. Energija unutrašnjosti zemlje: Zemlja više toplote zrači, Zemlja više toplote zrači, nego što je prima od suncanego što je prima od sunca. Ova energija višestruko prevazilazi ukupne svetske energetske potrebe. Na sadašnjem nivou upotrebljava se samo, i u retkim slučajevima geotermalna energija. U unutrašnju energiju zemlje ubraja se i energija vulkana (Rusija Kamčatka, Italija, Japan, Indonezija)

Primarni oblik energije se uglavnom pretvara u druge Primarni oblik energije se uglavnom pretvara u druge oblike energije potrebne industriji, širokoj potrošnji i oblike energije potrebne industriji, širokoj potrošnji i transportu i naziva se sekundama ili transformisana transportu i naziva se sekundama ili transformisana energija.energija.

Primarni oblici energije mogu biti konvencionalni i nekonvencijalni. Pored toga, primarni oblici energije mogu biti obnovljivi i neobnovljivi!

Konvencionalni oblici energije su:UGALJ (neobnovljiv oblik hemijske ener.)NAFTA (neobnovljiv oblik hemijske ener.)ZEMNI GAS (neobnovljiv oblik hemijske ener.)NUKLEARNE MATERIJE (neobnovljiv oblik nuklearne ener.)TOPLI IZVORI (neobnovljiv izvor unutrašnje termičke ener.)VODENI TOKOVI (obnovljivi izvor potencijelne/kinetičke ener.)BILJNI MATERIJALI (obnovljivi izvori hemijske energije)

Nekonvencionalni oblici energije su:ULJA ULNJIH ŠKRILJACA I BITUMENOZNOG PESKA (neobnovljivi oblici hemijske energije)GEOTERMIČKA ENERGIJE ZEMLJINE UNUTRAŠNJOSTI (neobnovljivi oblik unutrašnje energije zemlje)SVI OBLICI ENERGIJE MORA: plima i oseka, talasa, morskih struja (obnovljivi oblivi kinetičke i potencijalne energije)SUNČEVA ENERGIJA (“obnovljivi” oblik energije zračenja)ENERGIJA VETRA (obnovljivi oblik kinetičke energija)VODONIK I ALKOHOL KAO GORIVO !!!

TRANSFORMACIJA ENERGIJE, STEPEN KORISNOSTITRANSFORMACIJA ENERGIJE, STEPEN KORISNOSTI. . . Je količnik količine energije u traženom obliku i količine . . . Je količnik količine energije u traženom obliku i količine dovedene energije. Može biti od 0 do 1. Današnje mašine i dovedene energije. Može biti od 0 do 1. Današnje mašine i preko 0,98, ili 98% stepena korisnog dejstva.preko 0,98, ili 98% stepena korisnog dejstva.

GORIVAGORIVAPod gorivom se podrazumevaju prirodne i veštačke materije koje u procesu sagorevanja oslobađaju velike količine toplotne energije. Toplotna energija se dobija kao rezultat različitih Toplotna energija se dobija kao rezultat različitih hemijskih, odnosno termohemijskih procesa, zasnovan na hemijskih, odnosno termohemijskih procesa, zasnovan na promeni sastava ili strukture goriva.promeni sastava ili strukture goriva.Od osnovnog značaja je proces sagorevanja, oksidacija kiseonikom iz vazduha, mada se proces oksidacije može realizovati i iz drugih medijuma.Brzini oksidacije se u praksi postavljaju ograničenja. Ako ovaj proces traje jako kratko, tj. ako se u kratkom vremenskom periodu oslobodi velika količina toplote, EKSPLOZIJA.Goriva su i danas najvažniji primarni izvor energije i podmiruju 90% potrebne energije u svetu. Procenjene rezerve svih vrsta goriva su na oko 50 do 60 godina na sadašnjem nivou potrošnje. Statistike uglavnom neprecizne zbog otkrivanja novih nalazišta, i manipulisanja tržištem energije.

Kako je proces transformacije goriva uglavnom povezan sa emisijom toplote (egzotermički procesi), nuklearne nuklearne materije se takođe svrstavaju u gorivamaterije se takođe svrstavaju u goriva, mada u užem smislu ona ne spadaju u njih jer ne zahtevaju kiseonik (oksidaciju) za proces transformacije energije (nuklearna goriva mogu razviti temperaturu od nekoliko miliona stepeni).

PODELA GORIVA, ANALIZA SASTAVAPODELA GORIVA, ANALIZA SASTAVAOsnovna podela goriva je na čvrsta, tečna i gasovita, kao i prirodna i veštačka gorivaPrirodna čvrsta goriva su drvo, lignit, mrki i kameni ugalj, uljni i bitumenski škriljci. Veštačka čvrsta goriva su koks, polukoks, drveni ugalj, briketi.Prirodno tečno gorivo je nafta. Veštačko tečno gorivo je benzin, dizel, lož ulje, mazut, . . . metanol i etanol prirodni ili veštački?Prirodno gasovito gorivo je zemni gas, barski gas, truli gas. Veštačko gasovito gorivo je generatorski, vodonični i rafinerijski gas, vodonik.

Za utvr|ivanje kvaliteta goriva neophodno je poznavanje sastava. Bez obzira na agregatno stanje, glavni sastavni delovi goriva su:Ugljenik,Ugljenik, što je sadržaj ugljenika u gorivu viši ono je kvalitetnije. Sagorevanjem prelazi u ugljen-monoksid, nepotpunim sagorevanjem, a zatim u ugljen-dioksid, potpunim sagorevanjem). Ugljenik čini 98% materije čvrstih goriva i do 87% materije tečnih goriva. U gasovitim gorivima čini njen pretežni deo. Procesu sagorevanja daje najveću količinu toplote. Toplotna moć ugljenika je 33829 kJ/kg. U gorivima može biti u elementarnom stanju ili u jedinjenjima sa vodonikom (gasovita), vodonikom i kiseonikom (alkoholi)VodonikVodonik poseban sastojak goriva koji se nalazi u raznim jedinjenjima u vezanom ili nevezanom obliku. Sagoreva i u vodi pri cemu se odlobađa 142014 kJ/kg toplotne energije (više od 4 puta u odnosu na ugljenik). U čvrstim gorivima je ukupna količina vodonika 5-6% u tečnom od 8-12%, a u gasovitim može dostići i do 50%. Čist vodonik se koristi za pokretanje raketnih goriva. Vodonik povećava toplotnu moć, ubrzava sagorevanje, izdužuje plamen ali povećava čađivost.

KiseonikKiseonik nije poželjan u gorivu jer mu snižava toplotnu vrednost ali ujedno smanjuje količinu kiseonika koju je potrebno preuzeti iz vazduha. U sastavu ugljeva ga ima oko 20%, ulazi u sastav nekih homogenih goriva (alkoholi). U procesu sagorevanja izdužuje plamen i smanjuje čađavost.AzotAzot nije pozeljan u gorivu jer je neaktivan, pa tu svoju neaktivnost prenosi i na jedinjenja u kojima učestvuje. Nalazi se u sastavu organskih jedinjenja, uglavnom iz belančevina. Učestvuje u sastavu goriva do max. 1,3%. Sumpor Sumpor se nalazi u gorivima u sagorljivom i nesagorljivom obliku. Sagorljivi deo sumpora u gorivu (sulfidni oblik) nije poželjan jer pri sagorevanju stvara sumpor-dioksid SO2 koji nagriza metalne delove opreme, oštećuje biljni i životinjski svet. Nesagorljivi deo sumpora stvara šljaku koja izaziva ostećenja rešetki ložišta (proizvodnja sumporne kiseline . . . Produkti pirita u vodi!!!

PepeoPepeo (oznaka A) predstavlja nesagorljivi ostatak, mineralne materije u obliku karbonata, silikata, sulfata, fosfata. Snižava toplotnu moć goriva pa je gorivo sa manjim sadržajem pepela kvalitetnije. Najveće u čvrstim gorivima, i do 30% (treset i do 80%) a kod škriljaca i do 75%. VlagaVlaga (oznaka W) sadržaj vlage varira u gorivu zavisno od izvora eksploatacije. Veći sadržaj vlage utiče na snižavanje toplotne moći goriva, otežava paljenje, otežava manipulaciju (naročito zimi) utiče na cenu goriva jer povećava transportne troškove. U čvrstim gorivima vlaga se pojavljuje kao gruba (spoljna, površinska), higroskopna (u kapilarnim porama materije goriva) i konstituciona (kristalna voda u sastavu minerala). U tečnim gorivima se pojavljuje u rastopljenom ili raspršenom obliku, a kod gasovitih goriva se javlja kao isparljiva komponenta. Najveći deo vlage se eliminiše zagrevanjem do 50C.

W+C+H+O+N+S+A= 100% materije goriva

Kalorimetar: 1) telo kalorimetra; 2) kalorimetarska posuda; 3) kalorimetarska bomba; 4) lončić sa uzorkom; 5) priključci za el. vodove; 6) električni vodovi;

7) prekidač; 8) mešalica; 9) Bekmanov termometar; 10) elektromotor; 11) presa za pripremu uzorka; 12) boca za kiseonik

Dalja podela goriva se može izvršiti na elementarna (ugljenik ili vodonik), homogena (metan etan, propan, butan metanol), mešavina elemenata i jedinjenja kao i mešavina više jedinjenja (nafta), koloidni rastvori (suspenzije metaloida i metala) kao i organska jedinjenja metala (aluminijum, berilijum).Po načinu postanka goriva se dele na fosilna, mineralna i veštačka. Veštačke termogene materije se dobijaju iz prirodnih. Imaju veću toplotnu moć, podesnije su za transport i manipulisanje.Po postojanosti na toploti se dele na termostabilna i termonestabilna goriva. Termostabilna goriva do temperature samozapaljenja ne menjaju agregatno stanje, dok termonestabilna menjaju agregatno stanje.Po zapaljivost se dele na samozapaljive i nesamozapaljive.

Proces sagorevanja je proces oksidacije odnosno sjedinjavanje elemenata ugljenika, vodonika, pa i sumpora, koji se nalaze u gorivima, sa kiseonikom iz vazduha.Oksidacija (sagorevanje) goriva kod sobne temperature je veoma spora i da bi se ubrzala mora se gorivo na jednom mestu zagrejati do temperature paljenja, da bi se tek u tom slučaju proces oksidacije odvijao većom brzinom. Brza oksidacija goriva naziva se sagorevanje. Međutim, brzini oksidacije u praksi se postavlja izvesna granica. Ako bi brzina oksidacije bila tako velika da dode do trenutnog oslobadanja velike količine toplotne energije i gasova, došlo bi do pojave koja se naziva eksplozija.Temperatura paljenja karakteristična je za svaku vrstu goriva a kreće se 750-2200 C.

Sagorevanje i toplotna vrednost goriva

Analizom dimnih gasova kontroliše se sagorevanje, što je od izuzetnog značaja, jer bi u suprotnorn imali velike toplotne gubitke, koji su posledica nepotpunog sagorevanja, gubitak toplote u dimnim gasovima, zatim gubitke žarenjem i mehaničke gubitke.

Toplota koja nastaje pri potpunom sagorevanju 1 kg čvrstog ili tečnog goriva ili 1 m3 gasovitog goriva, naziva se toplotna vrednost ili toplotna moć goriva.

Gornja toplotna vrednost goriva je ukupna toplota sadržana u 1 kg ili 1 m3 goriva, a donja (tehnička) toplotna vrednost se izračunava iz razlike gornje toplotne vrednosti toplote potrebne za isparavanje vode koja se nalazi u gorivu i vode nastale u procesu sagorevanja.

Lignit 1 kg 9.500-14.600Mrki ugalj 1 kg 13.900-19.300Kameni ugalj 1 kg 24.200-27.200Nafta l kg 41.400-42.300Zemni gas. 1m3 33.000-38.000          Koks 1 kg 18.000-31.000Benzin 1 kg 44.000Dizel gorivo 1 kg 42.000Lož ulje 1 kg 40.000Generatorski gas 1m3 4.200-5.000Metanol 1 kg 20.000

DTM = GTM 25,14 (9 H2+V(%)) DTM - donja toplotna moć GTM - gornja toplotna moćH2 - % sadržaja vodonika u gorivu V - % sadržaja vlage u gorivu (na 20°C, 25,14 J/1gH2O)

FOSILNA GORIVAFOSILNA GORIVA

Spuštanje biološkog materijala u niže geološke slojeve . . .

To su goriva čvrstog agregatnog stanja i u obezbe|enju energije danas je najzastupljeniji ugalj.Otkriće uglja, njegove velike toplotne moć i izum parne mašine predstavlja jedan od “uglova civilizacijeuglova civilizacije”Čvrsta goriva se dele na primarnaprimarna (drvo, žetveni ostaci), koji se neprestano stvaraju i njihova rezerva je neiscrpna, i sekundarna sekundarna koja su nastala transformacijom primarnih, sa iscrpnom rezervom.Upotreba treseta, drveta i drugih biljnih materijala (žetveni ostaci) je neznatna. Zbog naglog tehnološkog progresa drvo se danas za ogrev koristi u neznatnim količinama. DRVO NIJE DRVO NIJE EKOLOŠKO GORIVO.EKOLOŠKO GORIVO.

. . . Upotreba drveta u drvnoj industrija, brodogradnji, građevinarstvu, kao i za hemijsku preradu (industrija celuloze i papira, hemijska tekstilna vlakna itd.).

Čvrsta gorivaČvrsta goriva

DRVOOsnovna drvne materije: 1.celuloza, (C6H10O5)n, oko 80% strukture drveta

2.ugljeni hidrati i smole 3.LIGNIN jedinjenja C, H i O aromatičnog karaktera.

Celuloza (80% strukture drveta) je makromolekul koji nastaje fotosintezom, empirijske formule (C6H10O5)n.

Procenat vode varira u zavisnosti od vrste drveta, vremena seče, podneblja gde je seča vršena. Oboreno drvo se suši od 6 meseci do 2 godine.Ako je procenat vlage veći od 35% drvo je sirovo, od 25 do 35% vlage drvo je polusuvo, ispod 25% vlage drvo je suvo. Sušenjem, sadržaj vode se može svesti na 10 do 25%. Seča drveta se obavlja dva puta godišnje: zimska seča (od decembra do marta), letanja seča (od aprila do avgusta) .

U celulozi (C6H10O5)n “n” je minimalno 200

Celuloza je polisaharid izgrađen od velikog broja molekula glukoze.

Molekul glukoze:

Celuloza pod mikroskopom

Voda ne razlaže celulozu, ali celuloza “upija” vodu svojim amorfnim područjima (prazninama između vlakana), pa celuloza “bubri”. Zbog toga, drvo pre upotrebe u bilo kojem obliku treba sušiti. Pozitivne mehaničke karakteristike drveta se smanjuju sa povećanjem procenta vlage.

Lignin je kompleksan polimer aromatičnih “alkohola”. Uglavnom se nalazi u drvetu, kao deo ćelijskog zida biljaka, i ponekih algi.

Participacija ugljenika u ligninu je oko 63.4% , vodonika oko 5.9% , i kiseonika oko 30%,

Približna formula lignina je (C31H34O11)n sa varijacijama

(C9H10O2)n ili (C10H12O3)n ili (C11H14O4)n

LIGNINLIGNIN

UGALJ je organogeno-sedimentna stena koja ima sposobnost da sagoreva i može da se koristi kao gorivo.Nastao je akumulacijom ostataka kopnenih, ređe vodenih biljaka u slatkovodnoj sredini (jezera, bare i delte ravničarskih reka).Spada u fosilno gorivo. Nastao je biohemijskim procesom, pritiskom, toplotom i geološkim, odnosno geohemijskim procesom na biljne ostatke bez prisustva vazduha. Ugalj i danas predstavlja strateški važnu sirovinu.

UGALJ

U odnosu na poreklo ogranske materije mogu se izdvojiti ugljevi nastali od viših biljaka (humusni ugljevi), ugljevi nastali od viših i nižih biljaka (humosno sapropelni) i ugljevi nastali od nižih biljaka (sapropelni).

Osnova za klasifikaciju uglja je geološka starost. Prema starosti, odnosno stepenu ugljenisanja u prometu se razlikuju sledeće vrste uglja ((nekadašnji standard nekadašnji standard JUS H.HO.OOl):JUS H.HO.OOl):

1. Treset (Diluvijum) od nekoliko hiljada do milion godina

2. Lignit (kraj perioda Krede), nekoliko miliona godina

3. Mrki ugalj (Kreda) do 60 milijona godina

4. Kameni ugalj (Perma, Trijas, Jura, Kreda) od 80 do 230 milijona godina, nastajanje (Karbon), početak nastajanja i do 380 milijona godina

5. Antracit (Devon), do 450 miliona godina

Postoje dva glavna perioda akomulacije uglja:

Prvi period akomulacije je od kraja Karbona do početka Perma. Ovi ugljevi čine glavne rezerve antracita i kamenog uglja u svetu, prisutni su na svim kontinentima. Najstariji antracit je nađen u tasmaniji (paleozoik).

Drugi period je bio tokom Tercijera. Ovi ugljevi variraju od kamenog uglja do lignita i predstavljaju glavninu svetskih rezervi mrkog uglja. Tercijarni ugljevi su kao i karbonski globalno rasprostranjeni.

Ugljevi Trijasa, Jure i Krede daju značajan doprinos rezervama, ali nemaju značaj kao Karbonski i Tercijerni.

Tercijar 16 %

Kreda 21 %

Jura 16 %

Perm 27 %

Karbon 20 %

Zašto je Tercijer toliko važan:Početak tercijara je obeležen sa dve kataklizme: I - prva je meteor Čiksulub (Meksiko), II - druga je niz vulkanskih erupcija u oblasti Dakan u Indiji.

Obe su imale presudan uticaj na tok evolucije: Veliki poremećaji u svim biljnim i životinjskim sistemima (izumiranje dinosaurusa)

PROCES KARBONIFIKACIJA

Vegetacija ulazi u proces tresetovanja: utivaj bakterija i plesni na razaranje makromolekula celuloze i lignina. Formira se treseta.Treset ulazi u proces lignitifikacije: proces oksidacije praćen sa dekarboksilacijom i dehidracijom (sušenje). Dekarboksilacija je hemijska reakcija pri kojoj se izdvaja karboksilna grupa iz karbonskih lanaca i stvaranja ugljen dioksida, najčešće pod dejstvom karbonskih kiselina. Formira se Lignit. Daljom intenzivnom dekarboksilacijom Lignita, a pre svega istiskivanjem vode iz materije stvara se mrki ugalj. Transformaciju Lignita ka mrkom uglju prati proces dehidrogenacije - smanjivanje participacije vodonika, pojavom metana (Uzrok eksplozija u rudnicima). Mrki ugalj ulazi u proces pre-antracitizacije. Nastavlja se proces dekarboksilacije sa manjim intenzitetom ali je intenzivna dehidrogenacija.Kada se učešće vodonika smanji dovoljno, nastaje forma semi-antracita koja ulazi u proces grafitizacije (formiranje grafite rešetke ugljenika), nastaje Antracit i završava se proces karbonifikacije.

Karbonifikacija celuloze (C6H10O5)n ili lgnina (C31H34O11)n

H H O H H O H H OC H H H H C O OCCCC

H2O - voda

H2O - voda

H2O - voda

CH4 - metan

CO2 - ugljen dioksid

C - Ugalj

+ vreme

+ pritisak

+ toplota

6 10 5

Eksploracija rudnika(Eksploracija: putovanje kroz nepoznato)

•Procena ukupnih količina u ležištu i stabilnosti kvaliteta uglja (kvantitet i kvalitet)•Kontrola podzemnih i nadzemnih vodnih tokova•Projektovanje udaljenosti i prostora za odlaganje jalovine•Planiranje rasporeda opreme u cilju postizanja maksimalne produktivnosti i najmanjih prekida (diskontinuiteta u proizvodnji)•Plan i optimizacija bušenja (miniranja)....•Planiranje transporta ruda... (cikličan transport ili prenos transportnim sredstvima)•Separacija uglja i jalovine...

•A nakon završetka eksploatacije : REHABILITACIJA

Ukoliko ugalj ima povećanu vlagu brže će se zapaliti nego suvi. Ugalj sa primesama pirita (sumporno jedinjenje) posebno je sklon samozapaljenju. Prisustvo pirita, koji je fino raspoređen u strukturi uglja, bezuslovno potpomaže zagrevanje uglja, ali se ugalj može zagrejati i zapaliti i bez prisustva pirita. Pod uticajem vlage i prisutnog kiseonika iz vazduha pirit prelazi u gvožđeoksid, a sumpor iz njega oksidise u sumpor-dioksid ili trioksid, koji s vlagom stvara sumpornu kiselinu. Ova opet deluje na ugalj uz razvijanje temperature. U dodiru sa vlažnim vazduhom pirit se razlaže već pri temperaturi 15-20 C, kad ugalj slabo oksidiše.Raspucani i razdrobljeni ugalj, a posebno ugljena prašina, intenzivnije naginju zagrevanju nego kompaktan ugalj ili veliki komadi, o čemu kod površinskih kopova ili lagerovanja svakako treba voditi računa.

TRESETPredstavlja međuproizvod između primarnih i sekundarnih goriva. Tresetovanje je proces ugljenisanja na površini zemljine kore, bez prisustva vazduha, najčešće ispod vodenih površina…(stajaće vode)Vrsta treseta zavisi od biljaka od kojih nastaju i od vode pod kojom se proces dobija. Postoje niska, srednja i visoka tresetišta. Niska nastaju od ševara, taloženjem biljnih ostataka u standardnim vegetacionim ciklusima. Ako su staništa stalno vlažna bez prisustva kiseonika (pod vodom) razgradnja biljnih ostataka je nepotpuna i zbog toga dolazi do taloženja i uzdizanja zemljišta.Kompleksan sadržaj treseta se zasniva na ligninu, celulozi, akloholima, aldehidima, ketonima, fenolima, itd. U slučaju da se natapanje tresetišta podzemnim ili površinskim vodama smanji ili potpuno prekine (u slučaju sušnih godina), dolazi do intenzivne razgradnje biljnih ostataka, zatim samozapaljenja i podzemnog izgaranja.

Donja tolotna moć je oko 7000 jJ/kg a gornja oko 14000 Donja tolotna moć je oko 7000 jJ/kg a gornja oko 14000 kJ/kgkJ/kg

Tipičan sadržaj treseta

Ugljenik 55.4 %Vodonik 5.4 %Kiseonik 32.5 %Azot 1.3 %Sumpor 0.3 %Hlor 0.09 %

Gustina 290 kg/m3Toplotna moć 7.700 KJ/kg

Pre početka eksploatacije tresetišta se moraju odvodnjavati sistemom kanala. Svež treset sadrži do 90% vode, a osušeni do 25% vode.

Srednja tresetišta nastaju od

breza i borova, a visoka od

tresetne mahovine.

Treset se nalazi na relativno

malim dubinama, do

7m.

Treset od mahovine

Nekada davno... Atmosfera zemlje je imala daleko veći sadržaj ugljen dioksida što je omogućavalo neuporedivo veću produkciju biljnih masa ... Danas na to podseća vrsta drveta Sekvoja!

LIGNITLignit ili fosilno drvo je najmla|i ugalj. Ima izrazito drvenastu strukturu pa je po tome dobio ime (lignum - drvo).

Lak je skoro kao tvrdo drvo i 1m3 je težak izmedu 600 do 700 kg. Boje je od svetle do tamno mrke.

Sirov sadrži do 50% vode, a sušen izmedu 15 i 25%.

Toplotna moć je između 9500-16.000 kJ/kg.9500-16.000 kJ/kg.

Sadržaj pepela 7-12%, a sumpora od 0,2-10%.

Sadržaj: C (do 60%), HSadržaj: C (do 60%), H22 (do 5%), O (do 5%), O2 2 (do 35 %)(do 35 %)

U Srbiji postoje tri velika nalazišta lignita i to: Kostolac, Kolubara i Kosovo.

Nestabilan je, mora se posebno skladištiti (debljina do 1,5m, gomile do 500t), posebna kontrola, oksidiše, zagreva se, samozapaljenje !!!

Površinski kopovi . . . Mlevenje, termo elektrane

Odlikuje ga nerentabilan transport !!!

MRKI UGALJMrki ugalj spada u mlade vrste fosilnog uglja.

Toplotna moć mrkih ugljeva se kreće od 14.000 do 20.000 KJ/kg. 14.000 do 20.000 KJ/kg.

Sadrži 5 do 25% pepela i 0,5 do 8% sumpora

Sadržaj: C (60 do 80%), HSadržaj: C (60 do 80%), H22 (3 do 5%), O (3 do 5%), O22 (do 28%), (do 28%),

Ova vrsta uglja najviše se upotrebljava kao gorivo u toplanama, termo elektranama i generatorima za proizvodnju generatorskog gasa. Koriste se za dobijanje veštačke gume, veštačke nafte!

U mešavini sa kamenim ugljem upotrebljava se za dobijanje koksa.

Najveća nalazista u Srbiji su okolina Aleksinca i resavski rudnici . . .

KAMENI UGALJKameni ugalj spada u najstarija fosilna goriva.

Naziv kameni ugalj nosi zato sto je po spoljašnjem izgledu sličan kamenu.

Boja mu je smolasto crna, sa prelazima u sivkastu ili mrku boju. Dosta je gust, sabijen i ne pokazuje tragove biljne strukture.

Sadrži 3 do 10% pepela

Sadržaj: C (80 do 91%), HSadržaj: C (80 do 91%), H22 (do 5%), O (do 5%), O22 (do 15%), (do 15%),

Po hemijskim osobinama kameni ugalj se razlikuje od mrkog, jer proizvodi njegove suve destilacije reaguju alkalno

Donja toplotna moć kamenog uglja je izmedu 25000 do 27000 25000 do 27000 KJ/kg.KJ/kg.  

Podela kamenog uglja

Plameni (za metalurške peći)

Gasni (primesa koksu, staklarske, ciglarske peći)

Masni kratkoplameni (za parne kotlove)

Masni dugolameni (kovački)

Posni (za grejanje)

Mršavi (tamo gde se traži sporo sagorevanje, krečnjak . .

u pećima sa jakom promajom)

U našoj zemlji, ibarski rudnici . . .

Antracit je geološki najstarija vrsta uglja, nastao u paleozoiku, a crne je boje.

Izrazito su humusni ugljevi. Teško se pale, gore bez plamena ili sasvim kratkim plamenom, bez dima.

Jedini postajan na skladištu . . .

Sadržaj: C (91 do 96%), HSadržaj: C (91 do 96%), H22 (do 4,5%), O (do 4,5%), O22 (do 4%), (do 4%),

Ukoliko je čist, tj. bez mnogo pepela i sumpora, može se koristiti u metalurgiji umesto koksa. Donja toplotna moć mu je oko 35.000 35.000 KJ/kg.KJ/kg.

MOGUĆNOST UPOTREBE UGLJAOsnovni pravci i mogućnosti upotrebe uglja su sledeći:•neposredna upotreba uglja u prirodnom obliku u svim procesima i oblicima sagorevanja (industrijske kotlarnice i termoelektrane),•mehanička prerada uglja (ugljeni prah, briketi, koloidno gorivo), •hemijska prerada uglja (rafinacija, suva destilacija, gasifikacija, utečnjavanje ili likvefakcija). Prva mnogućnost koja stoji na raspolaganju je upotreba uglja u njegovom nepromenjenom obliku. Međutim, postoji mogućnost i šireg asortimana korišćenja uglja koji se dobija njegovim sortiranjem po veličini čestica (zrna), a da se pri tom samo neznatno ili uopšte ne menja sastav uglja.

Treća mogućnost upotrebe je pretvaranje njegovih sagorljivih delova u druge hemijske oblike. Pri ovom načinu upotrebe, koji se naziva konverzijom uglja, menja se njegovo agregatno stanje, pri čemu sagorljivi sastojci uglja delimično ili potpuno prelaze u gasovito ili tečno agregatno gasovito ili tečno agregatno stanje.stanje. Racionalnost ovog postupka je u sledećem:•povećava se energetska vrednost sagorljivih delova uglja zbog njihovog prevodenja, drugacije hemijske oblike;•nastaju tečna i gasovita goriva, koja imaju određene prednosti u odnosu na čvrsta goriva;•potpuno ili delimično se odvajaju sagorljive supstance u uglju (pepeo i voda), a što direktno utiče na energetsku vrednost dobijenih vestačkih goriva.

Postupci prerade (konverzije) uglja su:1.Rafinacija (rastvori, hidroginezovanje)2.Piroliza uglja (koks, polukoks, koksni gas)3.Gasifikacija uglja s vazduhom, s kiseonikom, s vodenom parom, pri normalnom i povišenom pritisku (nisko, srednje ili visoko energetski gas, vodonik, razni tečni ugljovodonici)4.Utečnjavanje ili likvefakcija (motorna goriva, ulje za loženje i ostali substituenti naftnih derivata)Briketi Briketi se proizvode fizičkim postupcima briketiranja pomocu presa pod pritiskom (do 500 bara) i vezivnim sredstvom (obicno do 10% katrana). Kao materijal za briketiranje služe sve vrste uglja, treset, usitnjeni otpaci od drveta, usitnjeni biljni žetveni ostaci itd.Briketi imaju određene prednosti u odnosu na većinu čvrstih goriva a to su veća toplotna vrednost, sporije sagorevanje, nema opasnosti za samozapaljenje kod uskladištenja, rukovanje je jednostavnije i ne stvaraju prašinu. Oni mogu biti različitih dimenzija i formi.

Koloidno gorivo Koloidno gorivo se dobija od ugljenog praha koji se melje ispod jednog mikrona (0,001 mm). Ovakav se prah meša sa težim frakcijama nafte, uz dodatak sredstava za stabilizaciju emulzije, kao što su tutkalo i dekstrin, da bi se sprečilo razdvajanje ulja od ugljenog praha. Ovo gorivo ima osobine tečnih goriva i može se, kao i ono, ubrizgavati u ložišta pomoću komprimovanog vazduha. Primenom ovih goriva štede se derivati nafte i značajna su naročito za zemlje koje nemaju dovoljno nafte.

 

Koks je najvažnije vestačko čvrsto gorivo. Dobija se procesom suve destilacije (pirolize) kamenog uglja na visokoj temperaturi bez bez prisustva vazduhaprisustva vazduha.

Koks je veštački ugalj crne boje velike poroznosti i tvrdoće. Toplotna vrednost je od 31400-33500 kJ/kg. Koristi se u metalurgiji kao gorivo u procesu proizvodnje metala iz rude i kao osnovno redukciono sredstvo.

Destilacija se obavlja u koksanim baterijama na

temperaturi 1000-1200°C kroz 20 sati.

Za proizvodnju koksa ugalj se priprema usitnjavanjem (cestica oko 5 mm) uz prethodno uklanjanje jalovine. Sadrzaj pepela ne sme preći 6%, a vlage može biti maksimalno 12%.

Pri zagrevanju uglja u pećima na različitim temperaturama se dešavaju sledeće promene:•do 250 °C isparava voda i oslobađaju se CO i CO2;

•na 300 °C dolazi do stvaranja katrana; •na 350 °C ugalj postaje plastičan;•od 500 – 550 °C počinje da nastaje polukoks gasni produkti i katran;•iznad 700 °C počinje nastajanje koksa.

Glavni produkti koksovanju su:Iz 1 t suvog uglja dobija se:•Od 650 do 750 kg koksa, (oko 70 do 80%)•Od 310 do 340 m3 gasa tm oko 17600 kJ/m3 (oko 15 do 20%)•Od 30 do 40 kg katrana (oko 4%)•Oko 1 kg Amonijaka (oko 1%)

Pred Drugi svetski rat proizvodnja uglja u Jugoslaviji se kretala izmedu 5 i 7 miliona tona godišnje. Zastoj je nastao izmedu 1965. i 1970. godine kada po novo počinje povećana eksploatacija, što se dovodi u vezu sa svetskom energetskom krizom. Uzrok zastoja su bili otežani uslovi eksploatacije, otpuštanje radnika, smanjene rezerve i relativno jeftina nafta na svetskom tržistu. Za smanjenje eksploatacije lignita pojavio se još i problem plasmana udaljenim potrošačima.Nagli skok cena nafte na svetskom tržištu uslovio je da se vrate intenzivnijoj eksploataciji uglja, pre svega lignita.Osnovna potrošnja uglja u Srbiji je vezana za industriju i široku potrošnju. Među velike potrošače uglja spadaju: elektroprivreda, industrija nemetala, crna metalurgija, hemijska industrija i drugi. 

Zalihe uglja su uglavnom locirane u nekoliko vecih bazena što je ekonomski vrlo značajna okolnost. Oko 92% eksploatacionih rezervi se nalazi u sastavu 19 bazena.

To su za lignit: kosovsko-metohijski bazen, Kolubara, Kostolac.

Mrki ugalj se eksploatiše u Zasavskom i Resavskom basenu. Prema podacima ukupne rezerve uglja u Jugoslaviji su oko 22 milijarde tona. Od toga je oko 14 milijardi bilansnih rezervi (rezerve koje se bez problema pri sadašnjoj tehnici mogu privesti eksploataciji) pri prosečnim gubicima kod proizvodnje od 30%.

S gledišta geološke starosti, rezerve uglja Jugoslavije nisu baš povoljne, jer na lignit otpada oko 90%, 9% na mrki ugalj i 1 % na kameni ugalj.

Naše vrste uglja ne spadaju među kvalitetne ni po međunarodnim ni po domaćim merilima. Kameni ugalj ima velike količine sumpora i pepela, mrki ugalj sadrži 1-5% sumpora, a lignit ima preko 50% vlage i 8-17% pepela.

Rudnik Vrsta uglja KJ/kgBogovina Mrki 17.000Rembas Mrki 20.000Vrška Čuka Antracit 28.000Štavalj Mrki-lignit 12.000Ibar Kameni 22.000Soko Mrki 18.000Jasenovac Mrki 18.000Lubnica Mrki 13.000Kolubara lignit 7,450Kostolac lignit 8,140Kosovo lignit 7,000

  Srbija bez AP Vojvodina Kosovo i Metohija

  Bilansne Vanbilansne Bilansne Vanbilansne Bilansne Vanbilansne

Kameni 6.147          

Mrki 90.120          

Mrkolignitni 268.339   8.729      

Lignit 3.104.053 885.280 9.083 4.525 13.226.000 2.520.000

Rezerve uglja u Srbiji sa AP u hiljadama tona

13226000*1000*8000 din/tona=1.058.080.000.000.000 dinara

Ili oko 10000 milijardi Evra !!!

ULJNI ŠKRILJCIULJNI ŠKRILJCIUljni parafinski ili bitumenizni škriljci su rudni materijali (stene) sedimentno-organogenog karaktera kao i ugljevi. Za razliku od ugljeva za koje se smatra da su nastali od biljnog materijala, za škriljce se predpostavlja da su nastali taloženjem fosila masnih algi i životinjskih vrsta (planktona), a ređe od zeljastih ili drvenastih biljaka.

Geološka starost uljnih škriljaca se kreće od kambrijuma do tercijara. Sadržaj organske materije u škriljcima je oko 10%, a najbolji uljni škriljci mogu imati i do 30% organske materije.

Osnovna organska materija ŠKRILJACA je KEROGEN.

Кероген je grčka reč, vosak-gen.

Mешавина velikog broja органских једињења која чине део органске материје у седиментним стенама, izuzetno visoke molekulske mase, teško rastvorljiv.

Osnovna posle uljnih škriljaca je:Osnovna posle uljnih škriljaca je:

A)A)Geološka podela, Geološka podela,

B)B)Prema tipu kerogena Prema tipu kerogena

Prema geološkoj podeli uljni škriljci se dele na:

A1) Karbonatne koji sadrže kalcit i dolomit, čvrsti vodootporni škriljci koje je teško eksploatisati (organska materija se nalazi u karbonatima)

A2) Silikatne koje sadrže kvarc, glinu, opal i koji su laki za eksploataciju (organska materija se nalazi u silikatima)

A3) Kanel u kojoj dominira organska materija (organsaka materija obavija druge materije)

Prema tipu kerogena, uljni škriljci se dele na:B1) Sapropelni: B1) Sapropelni: nastao od algi, bakterija, amorfnih organskim materija. Pirolizom daje tečne ugljovodonike.

Karakteristični HCO odnoci: HHCC>1.25>1.25; ; OC<0,15 B2) Planktonski: B2) Planktonski: najčešći tip, nastao od morskih organskih materijala. Pirolizom daje mešavinu tečnih i gasovitih ugljovodonika. Mala količina sumpora.

Karakteristični HCO odnoci: HHCC>1.25>1.25; ; OC(0.03, 0.18) B3) Sulfurni: B3) Sulfurni: u osnovi je planktonski, ali sa zančajno većom količinom sumporaB4) Humusni: B4) Humusni: nastao od celuloze, lignina i ugljenih hidrata, na obalama bivših mora (prelaz voda kopno: npr. šuma mangrova). Pirolizom nastaje ugalj i gas, veoma teško tečni ugljovodonici.

Karakteristični HCO odnoci: HHCC<1<1.00; .00; OC(0.03, 0.18) B5) Rezidualni: B5) Rezidualni: koji sadrži razložene (zaostao, onaj koji je ostao), uglavnom u dubljim slojevimai na većoj temperaturi, iz kojeg je „istisnut“ vodonika. Zbog toga je njegova eksploatacija nerentabilna.

Karakteristični HCO odnoci: HHCC<<0.50; 0.50; OC(!)

Za ekonomičnu površinska eksploataciju potrebno je da uljni škriljci imaju prinos od 50-60 l/t. •SAD: škriljci iz nalazišta Grin River imaju prinos od oko 120 l/t, •Brazil: škriljci iz nalazišta Irati imaju prinos oko 100l/t•Estonija: škriljci iz nalazišta Kukerzite oko 100 l/t.

Poželjno je da sadržaj kerogena bude što veći (preko 20-30 %), Godine 2005. procena ukupnih svetskih rezervi uljnih škriljaca je na 411 gigatona, dovoljno za doprinos od 2,8 do 3,3 biliona barela nafte. Procenjene svetske rezerve nafe iz 2007 godine su iznosile 1.317 biliona barelaPogodni uljni škriljci (sapropelni i planktonski) pri zagrevanju na temperaturama većim od 500°C daju tečne ugljevodonike slične sirovoj nafti i nešto gasa. Dobijena tečnost „ulje“ je izrazito crna, viskozna, i na temperaturi ispod 40 °C gubi sposobnost tečenja. Posle krekovanja i hidrogenizacije ovog naftnog „ulja“, dobija se sintetička nafta vrlo slična sirovoj parafinskoj nafti.

Depoziti uljnih šriljacau svetu:

Uljni škriljci u Srbiji su raspodeljeni u 23 basena.

Najbogatiji basen uljnih škriljaca u srbiji se nalazi na području Aleksinca, oko dve milijarde tona dobrog kvalitetdve milijarde tona dobrog kvaliteta koji su rentabilni za eksploataciju, za 150 do 200 miliona tona sintetičke nafte.

Pored ovog sloja šriljaca se nalazi i rudonosni sloj uglja.

United States Patent HYDROCRACKING SHALE OIL

Isidor Kirshenbaum, Kenneth Kearby, Henry Ogorzaly,Esso Research and Engineering Company,

corporation of Delaware Application December 30, 1954, Serial No. 47868

U Evropskoj uniji zasad se nigde ne vadi gas iz škriljaca.Francuska i Bugarska su zakonom zabranile tehnologiju HYDRO-CRACing.Istraživanje nalazišta su već dozvolile Poljska, Velika Britanija, Mađarska, Španija, Litvanija, sklone da to učine su i Česka i Rumunija, uz učešće velikih petrolejskih evropskih i američkih kompanija.U igri je ogroman ekonomski zalog, jer se gas iz uljnih škrilaca već godinama vadi u Americi i tako dobijen gas je čak TRI PUTA TRI PUTA JEFTINIJIJEFTINIJI od onog koji se sad ekploatiše (industrija EU je zavisna od ruskog gasa).Nemačka industrija je “za”, nemačka javnost je „protiv“.Ako Nemačka odobri primenu, odobriće se primena ove tehnologije u celoj Evropi.Trenutno je najveća podrška Poljske među državama zemljama članicama EU da se krene “američkim putem”.

Odboru za prirodnu sredinu Evropskog parlamenta je preporučio zabranu primene tehnologije HydroCrac-ing, ubrizgavanja vode peska i hemikalija u slojeve škriljca ispod zemlje, i vađenje gasa.Odbor za industriju Evropskog parlamenta je ovu tehnologiju odobrio.

ŠTA JE PROBLEM !

Postoji već dosta svedočanstava teškog i ne reverzibilnog zagađenja životne srednine u SAD, koja su nastala u neposrednoj blizini mesta za ekspoloataciju uljnih škriljaca. Pre svega, zagađeni su podzemni tokovi vode. Voda se ne može piti (ni ljudi ni životinje), ne može se koristiti kao tehnička voda, ljudi i stoka oboljevaju...Kada su predstavnici velikih kompanija koje eksploatišu uljne škriljce došli da ubeđuju stanovništvo da nema nikakve opasnosti, ponuđeno im je da popiju čašu ovde iz lokalnog vodovoda i nijedan predstavnik tih kompanija to nije prihvatio (postoji snimak!). 

Šta je problem ekstraktivnih delatnosti (rudarstva), podzemnih kopova uopšte...

Sloj uljnog škriljca

E=mghE=1000*9.81*200020000 kJ + veliki obim prerade i transporta formiranje podzemnih kopova u nestabilnim svodovima škriljca !

PRERADITI GA POD ZEMLJOM I NATERATI GA DA

SE SAM „POPNE“ ...

GAS!

Šta je KREKOVANJE!

Razmotrimo primer Alkana, zasićenih ugljovodonika hemijske formule CnH2n+2

Alkani (parafini), Alkeni, ciklični ugljovodonici, itd., su osnova tečnih i gasovitih goriva. Sa povećanjem molske mase (broja C atoma u molekulu) raste veličina molekula, raste jačina međumolekulskih sila, a samim tim i temperature ključanja, temperature topljenja i gustina normalnih alkana.Alkanski niz čine: •nn1, 41, 4 gasoviti: gasoviti: Metan (C=1), Etan (C=2), Propan(C=3), Butan (C=4), •nn5, 175, 17 tečni: tečni: Pentan (C=5), Heksan (C=6), Heptan (C=7), Oktan (C=8), Nonan (C=9), Dekan (C=10), Undekan (C=11), Dodekan (C=12), Tridekan (C=13), Tetradekan (C=14), Pentatadekan (C=15), Heksadekan (C=16), Heptadekan (C=17),•nn18, ...72!18, ...72!: čvrsti: : čvrsti: Oktadekan (C=18), Nonadekan (C=19), Ej dekan (C=20), Henej dekan (C=21) .... Penta kosan (C=25) .... Tria kontan (C=30), ... Nonanona kontan (C=99), Hektan (C=100) ...

Alkani su slabo reaktivna hemijska jedinjenja, ne reaguju sa jakim kiselinama (sumporna), a ni sa jakim bazama (natrijum i kalijum hidroksid), a ni sa oksidansima. Uopšte, alkani su neaktivni. Reaguju amo u posebnim uslovima: to su visoke temperture i visoki pritisci!Krekovanje (Crack - slomiti) je fizičko hemijski proces u kojem se veliki molekuli ALKANA usled dejstva pritiska i temperature „lome“ na manje molekule. Črsti alkani prelaze u tečne, tečni u gasovite, dobijaju se alkeni ili nezasićeni ugljovodonici (monoolefini ili diolefini)Od visine temperature zavisi mesto cepanja ugljovodoničnog lanca. što je temperatura veća, krekovanje je više nesimetrično (bliže kraju lanca)Sa povećanjem pritiska, krekovanje je simetrično, tj. bliže sredini.Parafinski ugljovodonici najlakše krekuju, dok su aromati najotporniji na krekovanje . . .

Voda+Pesak+Hemikalije

Nastaje izuzetno visok pritisak u sloju uljnog škriljca

Vrednost pritiska preko 80 bar(1 bar = 100000 Pa)

Visoki pritisci uzrokuju visoku temperaturu, proces krekovanja se

vrši i pritiskom i temperaturom.

Nastaje gas, koji se kaptira

Prvo, svaka operacija troši oko 20000000 litara slatke vodeTreba od 80 do 300 tona hemikalija.Ove hemikalije su uglavnom nepoznate (predstavljaju tehnološku tajnu), ali se zna da su neki od njih izuzetno štetni po zdravlje: barijum sulfat, arsenik, halati, glikoli... A kao katalizatori se koriste teški metali kao Kobalt ili Molitben, osiromašeni Uranijum! Preces krekovanja se ne zaustavlja do prestanku eksploatacije. Ostaje velika količina METANA

https://www.youtube.com/watch?v=g5QqidiEEHw

Busice ljudi bunare u zemlji i iz njija vaditi zlatoBusice ljudi bunare u zemlji i iz njija vaditi zlato koje ce sve okretati te im davati svijetlost, koje ce sve okretati te im davati svijetlost,

hitrinu i snagu, a zemlje ce tugom proplakatihitrinu i snagu, a zemlje ce tugom proplakati jer ce na njojzi samoj biti mlogo više jer ce na njojzi samoj biti mlogo više zlata i svijetlosti, no u utrobi njenoj. zlata i svijetlosti, no u utrobi njenoj.

Boljece je rane od tijeh rupetina.Boljece je rane od tijeh rupetina.

Prorok Tarabić, pre 150 godinaProrok Tarabić, pre 150 godina

TEČNA GORIVA

Prvi zapis o upotrebi nafte u Bibliji, Geneza (Stvaranje)...

Noa je brod kojim je spasao svoju porodicu i životinjske vrste premazao naftom i asfaltom, po uputstvima Boga.

Međutim, kada je preveden najstariji Ep ljudske istirije, „Ep o Gilgamešu“, iznenađenje je bilo beskrajno. U ovom epu je opisan potop, gotovo identično kao i u Bibliji.

Gilgameš je u potrazi za besmrtnim životom krenuo u potregu za Utnapištimom, starcem i mudracem koji je preživeo veliki potop.

Utnapištim mu je poverio tajnu, besmrtne trave koja raste u mitskom raju.

Kada se vraćao u Uruk, svoju prestonicu, napala ga je zmija Leviatan i ukrala i pojela travu besmtrnosti.

Gilgameš je ubio zmiju ...

Ali, zmija je prethodno uzela travu besmrtnosti...

Zmija je ostala besmrtna, simbolički - zlo je besmrtno, a mi ljudi smo ostali smrtni... Uzela je travu a ponudila jabuku spoznaje.

Zbog zmije (arhetipskog zla) smo isterani iz raja!

Međutim, iznenađenje o podudarnosti Biblije i Epa o Gilgamešu nije bilo poslednje. Vavilonski Ep Enuma Eliš je dugo bio tajna zbog oštećenog zapisa (7 kamenih ploča). Kada su modernim metodama uspeli da ga dešifruju, otkrili su stvaranje sveta:

U početku stvori Bog nebo i zemlju.A zemlja beše bez obličja i pusta, i beše tama nad bezdanom; i duh Božji dizaše se nad vodom.I reče Bog: Neka bude svetlost. I bi svetlost.I vide Bog svetlost da je dobra; i rastavi Bog svetlost od tame.I svetlost nazva Bog dan, a tamu nazva noć.I bi veče i bi jutro, dan prvi.Potom reče Bog: Neka bude svod posred vode, da rastavlja vodu od vode.I stvori Bog svod, i rastavi vodu pod svodom od vode nad svodom; i bi tako.A svod nazva Bog nebo.I bi veče i bi jutro, dan drugi.Potom reče Bog: Neka se sabere voda što je pod nebom na jedno mesto, i neka se pokaže suvo. I bi tako.I suvo nazva Bog zemlja, a zborišta vodena nazva mora; i vide Bog da je dobro...

Egipćani koriste smolu i asfalt zemnog ulja za balzamovanje mumija pre 5000 godina. Međutim, ne postoje zapisi o ovom periodu, zaključci su izvedeni na osnovu istraživanja arheologa.Za saobraćajno inžinjerstvo, Vavilon je najznačajnija civilizacija. 2300 godina pre nove ere, u Dinastiji Ur, osmišljen je točak.A peroleum: πέτρα (petra) stena + ἔλαιον (elaion) ulje... Nafta na starom persijskom: znojenje (znoji se zemlja).Prema Herodotu, prije više od 4000 godina asfalt je korišten u gradnji zidina vavilonske kule.Prve naftne jame su postojale kod Ardericca ( blizu Vavilona), a prve velike količine su eksploatisane u dolini reke Isa (Daisa), pritoke Eufrata.Takođe, rana nalazišta počivaju i na grčkom ostrvu Zakintos, u jonskom moru.Vavilonske kamene table sadrže zapise o korišćenju nafte za osvetljenje i lekovita svojstva nafte. Nalazišta su površinska.

Oko 900 stare ere, dokumentovane su zapaljive strele koje je koristila Asirijska vojska. Efekat zapaljivosti je postizan na osnovu primene nafte. Hroničar Tukidid spominje upotrebu zapaljivih strela u opsadi Deliuma 424 BC.

Partanska vaza sadži cilindar od lima bakra i olova (lemljeni limovi u odnosu 60:40) sa izolacionim slojem asfalta. Dugo su arheolozi pitali čemu služi partanska vaza. Kasnijom rekonstrukcijom su ustanovili da ako se u ovu vazu sipa sirće ili limunov sok, „Partanska vaza“ postaje baterija, sa naponom od oko 1 volt. Ustanovljeni primerci su nastali u periodu od 300 BC do 300 AD. Poslednji primerci su nestali iz Bagdada oko 2003 godine.

Oko 347 AD, Nafta je u Kini vađena iz zemlje. Bunari su bili bušeni bambusovim trskama (okrug Yenangyaung). Ovo su ujedno i prva dokumentovana bušenja u potrazi za naftom.

Vizantijski car Aleksandar (491-518 AD) prvi koristi naftu i sumporna jedinjenja u pomorskim bitkama

Grčka vatra je pronađena oko 672 AD. Pronalazač „Grčke vatre“ je grćki arhitekta, inžinjer i hroničar Kalinikos. Smatra se da je Kalinikos samo usavršio „Grčku vatru“ koja je rezultat rada aleksandrijske hemijske škole. Prve bombe oko 1000 AD konstruisane su na osnovu „Grčke vatre“.

Marko polo (1271-1295) opisuje prevoz nafte iz Jermenije do Bagdada, LEKOVITO sredstvo. XV vek, u Nemačkoj, nafta se prodaje kao LEKOVITO sredstvo, pod nazivom ulje sv. Kirinusa.

1527. Spominjano je nalaziše asfalta u Peruu (konkvistadori), Inke koriste asfalt za puteve, španci za zaštitu brodova.

Oružije na osnovu grčke

vatre se i dalje usavršava:

Iako je napitak tajna, zna se zajedan njegov sastojak: to je NAFTA!

Slučajno ili ne, ima izuzetan smisao.

Uljna lampa, VI vek, Afrika

Oko 1620 u državi New York (USA) nađena nafta. Težište istorije nafte se krajem XVII veka seli na severni američki kontinent

(površinski izvor nafte u Pensilvaniji)

Abraham Pineo Gesner, Abraham Pineo Gesner, kanadski fizičar i geolog je 1846 projektovao proces na osnovu kojeg se iz uglja, uljnih škriljaca i nafte može dobiti tečno gorivo – kerozin, koji je goreo neuporedivo čistije od nafte, pri tome, iste količine kerozina su davale jače svetlo, neuporedivo duže od iste količine nafte.

Osvetljenje sa kerozinom je bilo preko 10 puta jeftinije!

Za svojega života je priznao da je ideju o frakcionoj destilacijinafte dobio na osnovu sistema destilacije alkohola !...

Ovo otkriće je bilo prekretnice u primeni naftinih derivata.

Oko 1870, Standard Oil vlasnika Davida Rokfelera, posedovao je oko 25% tržišta ekstrakcije nafte i 90% rafinerija u SAD.

Njegovo bogatstvo je bilo oko 7 miliona $, koje je u to vreme bilo neuporedivo veće od današnjeg bogatstva Bila Gejtsa.

Naftni mangat je imao državu SAD - svojim rukama. Mnogima se njegovo monopol nije svideo, ali mu nisu mogli ništa.

21 oktobra 1879, Tomas Edison je izumeo komercijalnu električnu sijalicu! Električno osvetljenje je bilo značajno jeftinije od petrolejskog ... To je bio kraj dominacije kerozina kerozina u osvetljenju.Međutim, sukob je tek počeo...

Samsung Prelude 600000 BRT

Nafta je jedino prirodno tečno gorivoIndustrijskom preradom nafte dobijaju se vestačka tečna goriva. Pored prerade nafte, veštačka tečna goriva se mogu dobiti i preradom uglja i uljnih škriljaca, preradom zemnog (prirodnog) gasa ili drugih gasovitih gorivaNafta, zemno ulje ili petroleum je smeđezelena do smeđecrne, boje, lako ili teško tečljiva specigične težine 820 do 940 kg/m3

Dominantno se nalazi u sedimentnim stenama, retko u metamorfnim, i zanemarljivo u magmatskim stenama.Nafta je smeša ugljevodonika alkanskog, cikoalkanskog i aromatskog reda.

Postoji više teorija o nastanku nafte:

Organska: dominantno mišljenje, nafta je nastala od sitnih životinjskih i biljnih organizama, algi i kopnenog bilja. Povoljni uslovi (više ugljen-dioksida u atmosferi) koji su vladali u ranijim geološkim dobima, rezultirali su izuzetno velikom količinom biljne mase koja se taložilo na morsko dno. Proces bitumenizacije su vršile anaerobne bakterije, izazivano je truljenje biljnih i životinjskih ostataka, razgradnja belančevina, lipida i drugih sastojaka u SAPROPEL. Sapropel je pod dejstvom visokih pritisaka u sedimentnom sloju i pre svega visoke temperature razbijali su duge ugljovodonične lance u jednost. Sapropel je transformisan u netopivi deo - kerogen, topivi deo - bitumen i tečni deo – nafta.

Ovaj proces preobražaja sapropela u zemno ulje naziva se proces BITUMENIZACIJA . . . Traje od kraja Devona pa do danas . . . Engler je razlaganje i cepanje lipida uspeo da izvede eksperimentalno. Na pritisku do 10 atm i povišenoj temperaturi iz ribljeg ulja je dobio sintetičko zemno ulje !!!

SASTAV I KLASIFIKACIJA ZEMNOG ULJASASTAV I KLASIFIKACIJA ZEMNOG ULJA

Zemno ulje je mešavina velikog broja različitih ugljovodonika (preko 100 vrsta). Gasoviti i čvrsti su RASTVORENI u tečnim ugljovodonicima.

Alkani : PARAFINI (CnH2n+2). Zasićeni su.

Gasoviti su metan, etan, propan, butan.

Tečni su od pentana (n=5) do ugljovodonika sa n=15

Za n>15 su čvrsti (heptakontan C70H142) ali retko kad se nalaze parafini sa n>30. Zbog svoje zasićenosti otporni su prema agensima, ne polimerizuju. Samo substitucija!!!Samo substitucija!!!

Parafini imaju osobinu da menjaju strukturu grananjem svojih lanaca, tj. formiraju IZOMERE. Izomerni ugljovodonik ima isti broj atoma, molekulsku masu, a a potpuno drugačije osobine.potpuno drugačije osobine.Na primer, parafin C20H42 ima 366319 izomera. Mogućnost izomerizacije ugljovodonika ukazuje na vanrednu složenost zemnog ulja.

NAFTENI CnH2n . Zasićeni cikloparafini, hidroaromati . .

Prvi u ovoj grupi je ciklopropan C3H6. Nafteni tako|e izomerišu. U sirovom zemnom ulju uglavnom se nalaze cikloheksani i ciklopentani (jedna metil grupa)

AROMATI CnH2n-6. Ciklični ugljovodonici . .

Prvi ugljovodonik u ovoj gtupi je benzol C6H6. Ostali ugljovodonici dobijaju se grananjem osnovnog prstena, metil, propil, etil grupom… ima ga u lakšim frakcijama . . .

MONOOLEFINI CnH2n

Nezasićeni ugljovodonici. Retko se javljaju u prirodi, ali se mogu naći u velikim količinama prilikom prerade nafte.Isti broj ugljenikovih i vodonikovih atoma ali u nizu, sa jednom dvoguba veza. Prvi u ovoj grupi je etilen C2H4, a poslednji ceten C16H32,

Dupla veza može da se nalazi na različitim mestima u nizu pa se tako dobijaju različite vrste monoolefina. Tako|e, izomeruju!

DIOLEFINI CnH2n-2 . (alkadieni) Nezasićeni ugljovodonici

Prvi u nizu je propadien (alen) C3H4, a poslednji C22H42.

Olefini su nezasićeni ugljovodonici i lako se jedine sa drugim aktivnim elementima, naročito kiseonikom i daju složena jedinjenja, asfaltne baze i smole.

Sastav zemnog ulja uglavnom čine parafinski, naftenski i aromatski ugljovodonici (preko 80%) dok je učešće olefina znatno manje. Me|utim, u produktima prerade zmenog ulja ima daleko više olefina (i preko 25%). Treba naglasiti da zemno ulje prati prirodni zemni gas, mešavina najlakših parafinskih ugljovodonika.Od kiseoničnih jedinjenja kojih može biti do 2% u zemnom ulju se mogu naći karboksilne kiseline.Količina sumpornih jedinjenja se kreće od 0,1 do 2%Azotna jedinjenja nalaze se u sadržaju od 0,05 do 0,4%Asfaltne i smolaste materije, malo poznate građe su posebna primesa zemnog ulja. To su složena kiseonično organska jedinjenja.

OSNOVNA KLASIFIKACIJA ZEMNIH ULJAOSNOVNA KLASIFIKACIJA ZEMNIH ULJAPARAFINSKA (preko 75% parafinskih ugljovodonika)NAFTENSKA (preko 75% naftenskih ugljovodonika)

AROMATSKA (preko 50% aromatskih ugljovodonika)

Po ostatku destilacije zemna ulja se dele na:•zemna ulja parafinske baze gde je ostatak parafin (Pensilvanija, Irak, Meksiko)•zemna ulja asfaltne baze gde je ostatak crn sjajan asfalt (kavkaske i kalifornijske nafte)•zemna ulja mešovite baze

Asfal je čvrsti ostatak destilacije zemnog ulja, uvek sa dosta sumpora (5%), azota i kiseonika, topi se iznad 100C, lako se zapali, gori svetlim plamenom, u vodi ne nerastvoran, u alkoholu delimično, u benzolu potpuno…

HEMIJSKE I FIZIČKE OSOBINE ZEMNOG ULJAGustina:Gustina: označava se brojnim odnosom gustine nafte na 15C i gustine vode na 4C . . . Ovaj odnos se kreće od 0,75 pa do 1. Ako je ovaj odnos ispod 0,9 nafta je lakša, a preko 0,9 teška nafta. Viskoznost:Viskoznost: je karakteristika zemnog ulja, unutrašnjeg trenja njegovih čestica i izražava se na tri načina (dinamička, kinematska, i relativna). Viskoznost opada sa temperaturom a raste sa povećanjem pritiska i gustine.Temperature paljenja, gorenja i samozapaljenja.Temperature paljenja, gorenja i samozapaljenja. Prema temperaturi samozapaljenja zemna ulja se dele na:•veoma vatroopasne, koje se pale na ispod 25°C, •vatroopasne, koje se pale na 25-60°C, •manje vatroopasne, koje se pale iznad 60°C. Toplotna moć raznih vrsta nafte kreće se od 39.800-48.200 KJ/kg.

Temperatura stinjavanja:Temperatura stinjavanja:je temperatura na kojoj nafta u potpunosti izgubi svoju tečljivost. Ova temperatura je proporcionalna sadržaju težih ugljovodonika, naročito parafina (značajna za pretovar . . .)

Karakteristike ključanja i isparavanja…Karakteristike ključanja i isparavanja…To su temperature početka isparavanja frakcija, na kojima ispare odre|ene količine i na kojima se završava proces isparavanja.Početak isparavanja je ponekad i ispod 35°C a kraj na 410 do 420 °C u vakumu.Karakteristika isparljivosti je i napon zasićenih para koje se iz zemnog ulja izdvajaju pod odre|enim uslovima (tako|e bitno za transporta)

VEŠTAČKA TEČNA GORIVA. . . Zemno ulje nije jedina sirovina iz koje se dobijaju veštačka tečna goriva! Zemno ulje može da se frakcioniše, derivati zemnog ulja mogu da se krekuju (termičko, katalitičko i hidrokrekovanje), gasoviti produkti prerade zmenog ulja mogu da se polimerizuju, tečna goriva mogu da se aromatizuju, izomerizuju . . . Tečna goriva mogu da se rafinišu (prečišćavaju), osloba|aju od sumpora (desulfurizacija)Ugalj može da se hidrogenizuje . . .Sintetički postupak dobijanja tečnih goriva iz ugljene materije (najčešće koksa)Postupci za dobijanje neugljovodoničnih tečnih goriva (alkohola).Itd…

FRAKCIONA DESTILACIJA/KONDENZACIJAFRAKCIONA DESTILACIJA/KONDENZACIJAVažno je razlikovati običnu destilaciju od frakcione destilacije (rektifikacije). Pri običnoj destilacili tečnost se prevodi u parno stanje da bi se u hla|enjem pare na drugom mestu prevela ponovo u tečno stanje.Postepenim zagrevanjem zemnog uljaisparavaju pojedini ugljevodonici kad temperatura tečnosti dostigne onu u kojoj oni prelaze u parno stanje.Ugljovodonici koji ispare u pojedinim temperaturnim intervalima nazivaju se FRAKCIJE.

TEMPERAURA ISPARAVANJA=TEMPERATURA KONDENZOVANJATEMPERAURA ISPARAVANJA=TEMPERATURA KONDENZOVANJA

Ako je masa tečnog zemnog ulja prevedena u parno stanje, hla|enjem u odre|enim temperaturnim intervalima dobijamo kondenzacione frakcije . .

U praksi, FRAKCIONA KONDENZACIJAMONOFAZNI POSTUPAKMONOFAZNI POSTUPAK (na atmosferskom pritisku)Izdvajanje primesa (vode, mulja, soli, itd.). Iz zemnog ulja se izdvajaju rafinerijski gasovi sa malo benzinskih para, koje se hvataju, dobija se gasni benzin, a gasovi se koriste u procesima prerade. Zatim se vrši frakciona kondenzacija:a)a) Sirovo zemno ulje se propušta kroz razmenjivače toplote (toplota koja se uzima od konačnih produkata) i zagreva do 175 °C.b)b) Tako zagrejano zemno ulje se u cevnoj peći zagreva od 315 do 330 °C (i do 380 °C) i najvećim delom isparavac)c) Zbog nepotpunog isparavanja mešavina parne i tečne faze se uvodi u isparivač gde se nastavlja isparavanje i odvajanje tečne faze.d)d) Pare prolaze kroz rektifikacioni stub i postepeno se hlade, na pojedinim odeljcima, koji se nalaze na definisanim temperaturnim intervalima pare se kondenzuju. Izdvojene, (kondenzovane) tečne frakcije se izvode iz stuba.

1) Gasoviti ugljovodonici (gasni benzin)

2) Benzinske frakcije (a – lake frakcije, b – srednje frakcije, c – teški benzini) 2a1) petrol etar (30 do 70C) 2a2) medicinski i ekstrakcioni benzin (60 do 100C) 2a3) benzin za rastvaranje gume (60 do 120C) 2b1) avionski benzin (50 do 200C) 2b2) Automobilski benzin (50 do 220C) 2c1) benzin za lakove (95 do 220C)

3) Petroleumske i kerozinske frakcije (200 do 315C)

4) Dizel motorne frakcije (200 do 350C)

5) Ulje za loženje, mazut je ostatak atmosferske destilacije

U drugoj fazi prera|uje se mazut kao ostatak atmosferske frakcione kondenzacije.Mazut se prera|uje u VAKUMU! Isparavanje i frakcionisanje se vrši pod sniženim pritiskom, kako bi snizila temperatura isparavanja najtežih ugljovodonika na atmosferskom pritisku.U vakum koloni (stubu teških frakcija) dobija se:1. Teška dizel motorna goriva2. Laka maziva ulja (vretenska )3. Srednja maziva ulja (motorska, turbinska)4. Teška maziva ulja (mašinska)5. Najteža mašinska ulja (cilindarska)6. Ostatak (bitumen, parafin)

Temperatura isparavanja mazivih ulja je iznad 300C. U sastav ovih ugljovodina ulaze molekuli sa preko 20 atoma sa preko 20 atoma ugljenikaugljenika u molekulu.

KREKOVANJEFrakcionisanjem zemnog ulja dobija se ograničena količina benzina i dizel goriva, a potrebe tržišta zahtevaju daleko veće količine!Proces krekovanja je uveden 1919 godine i do danas su ravijeni procesi termičkog krekovanja, termokatalitičkog i hidrokrekovanja.Krekovanje se zasniva na specifičnoj osobini ugljovodonika da se zagrejani na visokoj temperaturi molekuli ugljovodonika višeg reda cepaju na više molekula ugljovodonika nižeg reda.Izlaganjem sirovine koja se krekuje istovremeno i pritisku, proces krekovanja je potpuniji . . Na primer:

CnH2n+2 Cn-xH2(n-x)+2 + CxH2x

Dakle, krekovanjem jednog parafina dobija se parafin nižeg reda i olefin.

Sa povećanjem temperature proces cepanja je intenzivniji.Od visine temperature zavisi mesto cepanja ugljovodoničnog lanca. [to je temperatura veća cepanje je više nesimetrično (bliže kraju lanca)Sa povećanjem pritiska, cepanje je simetrično, tj. bliže sredini.Parafinski ugljovodonici najlakše krekuju, dok su aromati najotporniji na krekovanje . . .

Razlikujemo:Niskotemperaturno krekovanje (do 490C), sirovine mazut, i drugi teški ostatci. Produkti su goriva široke frakcije (mešavina petroleumskih i dizel motornih goriva, laka ulja) što su sirovine za duboko krekovanje.Visokotemperaturno (duboko) krekovanje. . . (iznad 510C). Dobija se benzin visoke otpornosti prema samodetonaciji od niskokvalitetnih benzina. Ovako nastaje preko 60% benzina. Piroliza (iznad 700C), cilj dobijanje gasovitih i aromatskih ugljovodonika (za avio benzine). Dobijaju se olefini koji se koriste u petrohemiji.

Termokatalitičko krekovanjeTermokatalitičko krekovanje je proces temičkog razlaganja ugljovodonika u prisustvu katalizatora koji izazivaju, vode i ubrzavaju tok reakcija.Katalizatori snižavaju temperaturu cepanja, (maksimalno do 500C), reakzcije se odvijaju pri znatno manjim pritiscima.Katalizatori su: aluminijum-silikati (gline) sa dodatkom oksida nikla, kobalta, bora, mangana . . .Razlikuju se procesi:- procesi sa nepokretnim katalizatorom (prevazi|en)- proces sa pokretnim katalizatorom (problem čišćenja katalizatora)- procesi sa sprašenim katalizatorom (moguće čišćenje i regenerisanje katalizatora)

Dobijaju se izuzetno kvalitetni benzini, bogati aromatima.

HidrokrekovanjeHidrokrekovanje je prvi put primenjen u Badishe Anilin und Soda Fabrik, poznatije kao BASF.Ovo je proces uvo|enja vodonika pod visokim pritiskom i na povišenim temperaturama u materiju bogatu ugljenikom (ugalj, zemno ulje, ter). Na taj način, nezasićeni ugljovodonici se prevode u zasićene. Hidrokrekovanjem se dobijaju motorna goriva visokog kvaliteta, pre svega avionski benzini i gasnoturbinska goriva izuztno niske tačke mržnjenja (-50C).Hidrokrekovanjem se može vršiti desulfurizacija lakih destilata.

ALKOHOLNA GORIVAEtil alkohol CH3CH2OH, se može upotrebiti za pogon motora, čist ili u mešavini sa benzinom.Etil alkohol se dobija fermentacijom šećera i škroba iz biljaka ili plodova, saharizacijom drveta ili treseta…Industrijski etil alkohol se dobija iz gasova (ugljen monoksid, ugljen dioksid, vodonika), procesima sinteze, itd.Alkohol sprečava stvaranje ča|i, bilo da se upotrebljava sam ili u mešavini sa benzinom. Dodatkom 10% alkohola u benzin sprečava se začepljenje karburatora, etil alkohol ima antidetonatorske sposobnosti, izduvni gasovi su manje otrovni . . .Kad je hladno, teže se stavlja motor u pogon, zahteva podmazivanje naročitim uljima (suši motor), korodira ventile, daje veću viskoznost (treba preštelovati dizne).Količine u benzinu mogu biti do 50%, mada je optimalno 25 do 30%…

Merenje otpornosti prema detoniranju goriva vrši se metodom oktanskih brojeva . . .Koriste se dva etalon goriva: normalni heptan C7H16 i izomer oktana (izooktan) C8H18 (2, 2, 4 trimetil pentan).

Heptan je izuzetno neotporan, a izooktan je izuzetno otporan. MešAvina ova dva goriva u odre|enoj srazmeri (procenat broja oktana u gorivu 98-100) daje oktansku vrednost goriva.Za ispitivanje oktanske vrednosti se koriste specijalno konstruisani motori (CFRC, komitet za ispitivanje goriva, USA) kojem može da se menja stepen kompresije. Stepen kompresije se povećava sve dok se ne ustanovi prva pojava detonativnog sagorevanja.Zatim se za dobijeni stepen sabijanja u isti motor ubaci čist izooktan. Postepeno se delovi izooktana smanjuju na račun povećana broja heptana. Kada se ustnaovi prva pojava detonativnog sagorevanja izmeri se broj jedinica OKTANA, što daje oktanski broj!!!!

Da bi se povećao oktanski broj u benzin se dodavao tetra metil olovo Pb(CH3)4 koje daje za 500 puta jače antidetonativne sposobnosti od izooktana. Izuzetno je otrovan i zbog toga se benzin bojio u zeleno, crveno . . .

Veoma nepogodan za motor, pogoršava hla|enje, taloži se u motoru… specijalne etil komponente talože ovo olovo u izduvnoj grani. . .

Bezolovni benzin se dobija unapre|enim postupcima proizvodnje benzina. Npr:* Frakcionisanje (IOB 42 do 78)* Termičko krekovanj (IOB 71 do 78)* Katalitičko krekovanje (IOB 84 do 87)* Polimerizacijom (IOB 95 do 98)

Kod dizel motornih goriva:Vrlo upaljivi cetan C16H32 (ranije ceten C16H34) sa pokazateljem upaljivosti 100 i teško upaljivi alfa metil naftalin C11H10 sa usvojenim pokazateljem upaljivosti ).

Ispitni motor može da menja ugao paljenja i stepen kompresije od 7 do 23.

GASOVITA GORIVAGASOVITA GORIVA

Prva upotreba gasa, Kina, oko 900-te godine . . . Pomoću bambusovih cevi dovodili su zemni gas do naselja i koristili ga za rasvetu.

Goriva svojstva gasa koja nastaju zagrevanjem uglja, odavno su poznata. Početkom 19-tog veka, prva upotreba gasa iz uglja za rasvetu u Evropi (ulica st. Margaret, 1814, London)

Gasovita goriva zadovoljavaju preko 17% ukupnih energetskih potreba u svetu, a u našoj zemlji svega 3%.

Treba imati u vidu da organske materije pod dejstvom toplote svog plamena razlaganjem daju gasovite produkte, a ovi gasoviti produkti gore svetlećim plamenom!

UFA, SSSR, 1989

Prema sastavu gasovita goriva mogu biti:- Elementarna (vodonik)- Homogena jedinjenja (metan, ugljen monoksid, acetilen)- Mešavine elemenata i jedinjenja (destilacionih gasovi)- Mešavine gasovitih goriva sa vazduhomPrema poreklu gasovita goriva se dele na:- Prirodna gasovita goriva koja nastaju prirodnim preobražavanjem organiskih materija i obično je prisutan kod nalazišta zemnog ulja, u rudnicima, barski gas i truli gas,- Veštačka gasovita goriva, koja se dobijaju preradom tečnih i čvrstih goriva

Po dejstvu pritiska, gasovi se dele na:Lako kondenziveLako kondenzive (propan, butan, propilen, butilen) koji se pri malim pritiscima, na sobnoj temperaturi prevode u tečno stanjePermanentniPermanentni (trajni) gasovi, koji se ni pod veoma visokim pritiscima na sobnoj temperaturi ne mogu prevesti u tečno stanje (za prevo|enje u tečno stanje zahtevaju niske temperature)Upijeni,Upijeni, koji zbog eksplozivnih svojstava mog upodneti visoke pritiske samo ako se upijaju u posrednu materiju (acetilen u zaetonu podnosi pritisak 15 do 16 atm, inače je eksplozivan na 1,5 atm)

Po sastavu zemni, prirodni gas je mašavina metana sa dugim ugljovodonicima (Metan od 60 do 90%, a gorivih ugljovodonika do 95%), uglavnom parafinskog niza primesama vodonika i negorivih gasova (ugljen dioksida, kiseonika, azota)

Po vrstu ugljovodonika od kojih je prirodni gas sastavljen, razlikuju se:Suvi (siromašni)Suvi (siromašni) prirodni gasovi koji pored metana sadrže etan i male količine propana i butanaVlažni (masni, bogati)Vlažni (masni, bogati) koji pored metana i etana u značajnim količinama sadrže lako isparljive propan, butan, pentan, heksan i heptan.

Toplotna moć zavisi o d sadržaja azota i ugljendioksida koji posebno usporava i otežava proces sagorevanja. Povećana koncentracija ugljendioksida zbog otežavanja gorenja proizvodi veće količine ugljen monoksida.

Ugljen monoksidje otrovan, a predstavlja i gubitak toplote jer je goriv gas.

Od štetnih gasova koji može sadržati prirodni gas, najvažniji je sumporvodonik (H2S) koji je teži od vazduha, imam miris pokvarenih jaja, veoma je otrovan i agresivan. Pri sagorevanju prirodnog gasa sagoreva i sumporvodonik i obrazuje sumpordoksid koji je takođe otrovan i deluje korozivno na metalne delove.

Prirodni gas ne sadrži pepeo, ostale primese a sadržaj vlage je praktično zanemarljiv.

Najvažnije prednosti prirodnog gasa su:Najvažnije prednosti prirodnog gasa su:

Znatno veća produktivnost rada pri dobijanju prirodnog gasa u odnosu na ugalj i naftu (vadi se sa dubina od 3000 do 5000 metara, najčešće izbija pod pritiskom, mala količIna uložene energije za ukupnu dobijenu količinu energije)Troškovi dobijanja i transporta prirodnog gasa su znatno manji nego kod drugih goriva.Prirodni gas ne zahteva skupu i složenu preradu kao što je slučaj sa tečnim gorivima.Pri sagorevanju, prirodni gas daje visoke temperature tako da se može koristiti i kao energetsko gorivoOdsustvo sumpora i njegovih jedinjenja daje prirodnom gasu posebnu vrednost, naročito pri njegovoj upotrebi u komunalne svrheZbog odsustva ugljenmonoksida, nema opasnosti od trovanja

Visoka toplotna moć prirodnog gasa omogućava transport na velike udaljenostiPri korišćenju prirodnog gasa moguća je primena potpuno automatizovanih procesa sagorevanja uz visoku produktivnost, ekonomičnost, pouzdanost i prijatne uslove rada (nema loženja)Korišćenje prirodnog gasa obezbe|uje visok koeficijent iskorišćenja radnih ložišta.Primenom prirodnog gasa ne zaga|uje se okolina čvrsti i gasovitim ostacima sagorevanja.Potrošači prirodnog gasa imaju retke zastoje u radu, duži su periodi izme|u pregleda, jednostavne su konstrukcije i obezbe|uju duži radni vekPrirodni gas se koristi i kao sirovina u industrijiPrirodni gas se plaća po potrošnjiMreža za prirodni gas je jednostavna i značajno jeftinija od mreže za snadbevanje čvrstim ili tečnim gorivima.

Toplotna moć prirodnog gasa se kreće od 31200 Toplotna moć prirodnog gasa se kreće od 31200 (nasiromašniji) tj. 33000 (prosečno) do 38000 kJ/m(nasiromašniji) tj. 33000 (prosečno) do 38000 kJ/m33 (propan 94000 a butan 123000 kJ/m(propan 94000 a butan 123000 kJ/m33))

Treba razlikovati prirodni gas (koji na zemljinu površinu izbija spontano) kaptažni gas koji izbija iz zemlje zajedno sa naftom.Kaptažni gas ima nešto drugačiji sastav ov prirodnog gasa i to:Metan do 40%Etan do 30%Propan do 20%Butan do 6%Viši ugljovodonici do 4%

Nedostatci prirodnog gasa:Eksplozivnost koja se javlja pri formiranju smeše sa vazduhom (eksploživno opasne smeše od 5 do 15% prirodnog gasa). Posebnim aparatima sa lakoćom se signalizira 1% smeša prirodnog gasa i vazduha.U slučaju loše podešenosti ležišta, produkti nepotpunog sagorevanja (ugljen monoksid, vodonik i metan) mogu se otkriti samo pomoću aparata za analizu produkata sagorevanja, nema organoleptičkog i vizuelnog otkrivanja. Ugljen monoksid pri koncentraciji od 0,04% do 0,065% izaziva umor i nesvesticu, a pri koncentraciji od 0,4% je smrtonosan. Ugljen dioksid je smrtonosan na 15% (indirektno dejstvo, zbog smanjenja procenta kiseonika )U slučaju nekih mreža, neophodno je izgraditi skupa podzemna skladišta za izravnjavanje potrošnje

Prirodni gas nema karakterističan miris. Kako bi se upozorilo na nepoželjno i nekontrolisano isticanje prirodnog gasa iz mreže, vrši se odorizacija prirodnog gasa sulfidima i tiolima izuzetno karakterističnog mirisa. Tioli imaju karakterističniji miris (merkaptan), me|utim, oni nisu hemijski postojani, pa se zbog toga češće koriste sulfidi.

Jamski gasoviJamski gasovi (rudarski) nisu naišli na komercijalnu upotrebu.Barski gasBarski gas nastaje truljenjem biljnih i drugih organskih materija u močvarama i pretežno se sastoji od metana. Ni ova vrsta goriva se ne koristi u komercijalnoj upotrebi.Truli gasTruli gas nastaje raspadanjem organskih materija u kanalizacionim mrežama i ima metan za glavni sastojak. Toplotna sposobnost mu je kao i kod prirodnog gasa. Zbog toga se kaptira (hvata) prečišćava i koristi kao gorivo (može i gorivo iz stajskog |ubriva)

VEVEŠŠTATAČČKA GASOVITA GORIVAKA GASOVITA GORIVA

GeneratorskiGeneratorski gas, nastaje procesu gasifikacije kod nepoptunog sagorevanja ugljenika sa kiseonikom. Gasigikacija se odvija u velikim čeličnim oknima koja se nazivaju generatori . . . Samleveni i osušeni ugalj se uvodi u generator i trenutno sagori. Ove peći su izuzetno velikog kapaciteta, a generatorski gas je toplotnog kapaciteta do 5000 kJ/m3. Osnova generatorskog gasa je ugljen monoksid i vodonik, dok se kao balast pojavljuju azot i ugljen dioksid.Vodeni gas Vodeni gas nastaje gasifikacijom uglja uz uvođenje vazduha i vodene pare. Sadrži 40% ugljen monoksida i 50% vodonika, sa toplotnom moći od 10500 do 11700 kJ/m3. Veoma cenjeni gas gde se zahtevaju visoke temperature (bez obzira na nominalnu malu toplotnu moć, u pitanju je visok sadržaj vodonika!!!).Koksarski gas Koksarski gas je proizvod suve destilacije uglja. Njegovi sastojci su vodonik (do 50%) i metan (30%). Cenjena je sirovina u proizvodnji vodonika, amonijaka, metanola . . .

Gas dobijen podzemnom gasifikacijom uglja dobija se iz uglja lošeg kvaliteta do kojeg je prilaz za eksploataciju otežan. Do nalazišta uglja se polože cevi kojima se dovodi vazduh a odvodi gas. Potom se ugalj zapali. Gasni produkti nastaju nepotpunim sagorevanjem (ugljen monoksid) i vodonik (slično generatorskim gasovima)

NUKLEARNA GORIVA I ENERGIJA Hijerarhija Energija:1. Gravitaciona (u nukleusu, jezgru, protoni i neutroni)1. Gravitaciona (u nukleusu, jezgru, protoni i neutroni)2. Električna, Elektrostatička, Magnetna (jezgro i omotač 2. Električna, Elektrostatička, Magnetna (jezgro i omotač atoma)atoma)3. Hemijska (valentne veze u orbiti atoma, elektroni)3. Hemijska (valentne veze u orbiti atoma, elektroni)4. Toplotna4. Toplotna5. Mehanička (kinetička i potencijalna)5. Mehanička (kinetička i potencijalna)Nuklearna energija se zasniva na gravitacionoj energiji jezgra (protona i neutrona).U jezgru stabilnih atoma, gravitaciona energija izme|u protona i neutrona je veća od odbojnih elektrostatičkih sila istopolnih naelektrisanja protona. Uvo|enjem više neutrona smanjuje se gravitaciona stabilnost jezgra.

Nestabilna atomska jezgra se spontano raspadaju, pri čemu se njihova unutrašnja gra|a menja tako da se unutrašnja energija smanjuje. Nestabilno jezgro se raspadom menja u stabilno, emitujući razliku energije. Nestabilna jezgra su radioaktivna, i zrače energiju, pa pojavu zovemo radioaktivno zračenje. Ova se energija može prevesti u električnu, mada je specifična snaga koja se može dobiti vrlo mala. Sva klasična, do sada opisana goriva, osloba|aju toplotnu energiju procesom njihove burne oksidacije, tj. sagorevanjem. Me|utim, nuklearna goriva osloba|aju energiju pri procesima cepanja jezgra njihovih atoma.Nuklearna energija oslobada se nuklearnim procesima tj. procesima koji se odvijaju u atomskim jezgrima. Upotrebom tih reakcija, kao energetskih izvora, bavi se nuklearna energija, a materijali koji sadrže atomska jezgra elemenata, koji omogućavaju ostvarivanje nuklearnih reakcija u nuklearnim reaktorima, nazivaju se nuklearna goriva.

Od mnogih nuklearnih procesa u kojima se oslobađa energija, kao nuklearni energetski izvori koriste se nuklearna fisija, nuklearna fuzija i radioaktivnost.

Fisija je hemijska reakcija gde se jezgra teških izotopa (urana i plutonijuma) cepaju na dva dela. Pri tome nastaju dva jezgra, među kojima se sasvim slučajno dele neutroni i protoni prvobitnog jezgra, oslobadajući istovremeno i nešto neutrona. Pri takvim reakcijama osloba|a se velika energija. Za praktično dobijanje nuklearne energije, oslobo|ene pri fisiji od presudnog je značaja da vestački, bilo pobuđivanjem ili zračenjem, prouzrokujemo cepanje jezgra. Fuzija je hemijska reakcija, pri kojoj se spajaju laka atomska jezgra u teža atomska jezgra, uz osloba|anje velike količine energije.

FISIJA, cepanje jezgraFISIJA, cepanje jezgra

FUZIJA . . .

Fisiona i fuziona bomba . . .Fisiona i fuziona bomba . . .

Osnova današnjeg dobijanja energije u nuklearnim termoelektranama je na principu fisije (fisija-raspad) a kao nuklearno gorivo upotrebljavaju se samo atomska jezgra: Uran 235, Plutonijum 239 i Uran 233Uran 235, Plutonijum 239 i Uran 233.Jedino prirodno nuklearmo gorivo je Uranov izotop 235Uranov izotop 235,

Uranijum se u prirodi javlja u obliku 2 izotopa 235U (manje od 1%) i 238U (preko 99%).

Izotop 235U podleže spontanom raspadanju jezgra pod uticajem neutrona.

Izotop 238U prima neutrone usled čega se pretvara u 239Pu (Plutonijum).

Izotop 233U se takođe raspada jezgro. Dobija se bombardovanjem Torijuma, dobija se bombardovanjem 232Th.

Torijum 232 i Uranijum 238 su dva glavna izvora nuklearnih goriva.

Putonijum 239 zbog navedenog spada u veštačka nuklearna goriva

Proizvedeni Uran-238 sadrži samo 0,7% uranovog izotopa Uran-235, koji ima sposobnost cepanja. Pošto je to slabo prirodno nuklearno gorivo za reaktore, posebnim postupkom se oplemenjuje i proizvodi obogaćeni uranDobijanje vestačkih nuklearnih goriva bazira se na procesu nastajanja fisijskog materijala iz nefisijskog i naziva se procesom konverzije.

T-232 T-233 U-233 ; U-235 U-239 Pu-239

Za dobijanje vestačkih nuklearnih goriva koriste se tzv. oplodni reaktori.

Uranijum:Specifična gustina 19050 kg/m3

Temperatura topljenja 1132°CTemperatura ključanja 1797°C

TorijumSpecifična gustina 11724 kg/m3,Temperatura topljenja 1755°CTemperatura ključanja 4788°C

Plutonijum:Specifična gustina 19816 kg/m3

Temperatura topljenja 1132°CTemperatura ključanja 1797°C

Nuklearni reaktori su uređaji za iskorišćavanje nuklearne energije, koja se oslobađa cepanjem atomskih jezgara reakcijom fisije. Zovu se jos atomske ili uranove peći. U njima se nuklearna energija pretvara u toplotnu, osiguranim uslovima za iniciranje, odvijanje i upravljanje nuklearnim lančanim reakcijama, koja se i odvodi u sistem u kojem se pretvara u električnu energiju. Nuklearne reaktore delimo uglavnom na osnovu načina iskorišćavanja goriva i to na:- oplodne reaktore (breeder), koji su poslednja generacija nuklearnih elektrana i- konvertere, u koje spadaju svi tipovi savremenih komercijalnih nuklearnih reaktora.Osnovni elementi nuklearnog reaktora su: gorivo, moderator, hladnjak s toplotnim izmenjivačem, kontrolni sistem (šipke), reflektor i zaštitni oklop.

Gorivo sadrži fisijski izotop, većinom U-235, koji je obično pločastog ili stapićastog oblika povezanih međusobno u mrežu. Fisijom uranskog jezgra oslobada se neutron i toplota. Ostaci nuklearnog cepanja su različiti radioaktivni izotopi koji se skupljaju u gorivim pločama ili stapićima, pa je ploče ili stapiće Uranijuma 235 potrebno zamenjivati još pre nego što se sam Uranijum ne potroši. Gorive šipke su izvor toplote i radioaktivnog zračenja.Moderator je sredstvo za usporavanje neutrona u reaktorima, i obično se u ove svrhe koristi voda, teška voda, grafit, a ređe berilijum i organske tečnosti. Pojedini reaktori se međusobno razlikuju po upotrebljenom moderatoru, kao i raspodeli nuklearnog goriva i moderatora.Sistem za rashlađivanje protiče pored gorivih štapova, odnoseći toplotu koju predaju izmenjivaču toplote.Kontrolni sistem regulise lančanu reakciju fisije, raspada U-235, zadržava izotope i snažno apsorbuje neutrone.

Retlektor sa svih strana okružuje reaktorsko jezgro (prostor u kome se odvija lančana reakcija fisije) i ima ulogu vraćanja neutrona koji napuste jezgro, kao i da spreči prodor radioaktivnog zračenja van sistema.Zaštitni oklop ili biološki štit je obloga koja se stavlja oko reaktora, iz ra|uje se od čeličnog lima debljine 20-30 cm i jos oko njega dolazi betonski oklop od najmanje 1 m debljine, i osnovna mu je uloga zaštita okoline od zračenja.S obzirom na upotrebljeni materijal iz čega su izrađeni, snagu i konstrukciju izrade, reaktore delimo na: grafitne, lakovodne i teškovodne.Značajna osobina svih nuklearnih rektora, kao izvora energije (toplote) je da se početno moraju puniti gorivom. Izgradnja nuklearne elektrane zahteva velika investiciona ulaganja i udeo goriva predstavlja značajnu stavku.

Od ukupno proizvedene električne energije u svetu, danas na nuklear ne elektrane raspodeljeno oko 15%. U celom svetu u radu je oko 380 nukleamih reaktora. Iako će nafta, zemni gas i ugalj i dalje ostati glavni primarni izvor energije, računa se da bi već 2020-te godine nuklearna energija podmirivala oko 30% potrebne energije.

Tečna goriva 37%Gasovita goriva 24%Čvrsta goriva 18%

Nuklearna goriva 15%Nuklearna goriva 15%Obnovljivi izvori energije 6%

 Iako nuklearna fisija na osnovu cepanja urana ima najveće mogućnosti zamene fosilnih goriva, ipak je ovaj izvor energije pod neprestanom proverom, pre svega zbog negativnih ekoloških efekata, mogućnosti širenja nuklearnog oružja itd.

SAD 32,2% Francuska 29,5% Japan 10,8%Nemačka 6,05% Rusija 5,60% Ostali oko 16%

Najveća stvama ekološka primedba, s obzirom na dobijanje i iskorišća vanje urana i plutonijuma, proizilazi iz nekontrolisanog vojnog sprovodenja nuklearnih eksplozija. Oko 1000 nuklearnih proba od toga oko 700 u Sad i 300 u SSSR. Oko 50% nadzemnih! Mirnodopska upotreba nuklearne energije zbog toga preživljava krizu i zaoštrili su se uslovi za dobijanje urana kao i njegove primene kod nuklearnih elektrana. Ovo se naročito odnosi na sigurnost u radu, zaštitu životne sredine i sigurnost nuklearnih elektrana. U poslednje vreme se takode oštro postavlja i pitanje uskladištenja istrošenog nuklearnog goriva i radioaktivnog otpada što može imati presudan uticaj na budući razvoj nukle arne energije u svetu i kod nas. Više od 60% rezervi urana se nalazi u Severnoj Americi i u Africi, južno od Sahare. U Evropi je 75% rezervi urana u Švedskoj.

Najveći proizvodači urana u svetu su SAD, Kanada i Juznoafrička Republika i one drže oko 80% svetske proizvodnje, dok je u Evropi vodeći proizvodjač urana Francuska. Iz jedne tone rude dobija se oko 1 kg U3O8 , koji je poluproizvod za pripremu nuklearnog goriva. Treba naglasiti da se ekonomično može dobiti uran iz uranovih ruda s najmanje 0,5-1,0% U3O8, odnosno 0,04-0,09% urana, a torijuma iz rude koja ga sadrži ne manje od 0,1%. Lokacija namenjena gradnji nukleamih elektrana mora biti obezbe|ena od prirodnih katastrofa, prevashodno od zemljotresa, i u njenoj blizini ne bi smela biti veća naselja.

Geotermalna energija

Svet može da zadovolji potrebe svih ljudi, ali ne može da zadovolji ljudsku pohlepu...

Mahmata Gandi

... Prvi hram: Gobekli Tepe, 10000 godina

...Catal Huyuk, 9000 godina...

... Lepenski Vir, 8500 godina ...

Nastanak Civilizacije

Ciklični fenomeni broj sunčevih pegaa od 1600 do 2000 godineMonderov Minimum od 1600 do 1750 godine, mini ledenodoba, Ledenici na Alpama, Greenland (otkuda zelen)!

Četiri glavna zemljina sloja su kora, omotač, spoljnje jezgro i unutrašnje jezgro.

Debljina zemljine kore varira od 5 do 10 km ispod okeana (uglavnom bazaltne stene) i 35-70 km ispod kontitnenata (uglavnom granitne stene).

Omotač je debeo oko 2900 km, spoljnje jezgro oko 2200 km a unutrašnje jezgro je prečnika oko 2500 km.

Temperature (okvirno):Uunutrašnje jezgro: 6000CSpoljnje jezgro: 4000COmotač: 2000CKora 0C

Prosečno povećanje temperature u zemljinoj kori iznosi oko 3C na svakih 100 metara dubine.

Međutim, ova raspodela temperature nije ravnomerna i postoje regioni u kojima je zbog debljine zemljine kore i drugih specifičnih uslova veći porast temperatura sa dubinom.

To su sledeći regioni: pacifički obod sa Aleutskim rovom, Havajska ostrva, Centralna amerika, delovi srednjeokeanskog atlanskog grebena, afrički rased, jugoistočna azija, veći deo bliskog istoka i deo centralne i cela jugoistočna evropa.

Srbija se u potpunosti nalazi na ovom regionu zemljine kore, na balkanu koji je u potpunosti potencijalano područje za primenu geotermalne energije.

Tektonske ploče:

Aktivni vulkani

Potencijalni regioni za primenu geotermalne energije su kontinentalni preseci tektonskih ploča.

Prva geotermalna elektrana na svetu, kaliforija, 1962

Potrebna površina za izgradnju geotermalnih elektrana je daleko manja nego kod hidroelektrana ili termoelektrana istog kapaciteta, nema velikih izmena prirodnog okrušenja poput brana, veštačkih jezera, površinskih kopova, odlagališta za pepeo, itd. Geotermalne elektrane su neuporedivo fleksibilnije na povećane zahteve za proizvodnjom. Zbog svoje izrazito modularne forme brzo se mogu prilagoditi velikim oscilacijama u potrošnji električne energije nastalih na tržištu kako u normalnim uslovima, tako i pri havarijama drugih delova elektroenergetskog sistema.

Nejsavellir Elektrana - Island

Kapacitet MW2007

Kapacitet MW2010

Učešće u nacionalnoj produkciji

Učešće u ukupnoj produkciji

USA 2687.0 3086 0.3 29

Filipini 1969.7 1904 27 18

Indonezija 992.0 1197 3.7 11

Meksiko 953.0 958 3 9

Italija 810.5 843 1.5 8

Novi Zeland 471.6 628 10 6

Island 421.2 575 30 5

Japan 535.2 536 0.1 5

Još uvek izuzetno skromni kapaciteti u korišćenju geotermalne energije ....

Problem je odnos sa nafnim lobijem i atomskim lobijem ....

 Geotermalna

energijaEnergija vetra

SolarnaEnergija

Energija biomasa

Hidroenergija

Neograničeni potencijali

Gorivo

Emisija ugljendioksida

Uticaj na okruženje

Kompetitivna cena

Pod pojmom geotermalna energija podrazumevaju se izvori u kojima se može postići temperatura vode veća od 45°C. Međutim, pod geotermalnom energijom podrazumeva se energija koja može da se preuzme iz vode, zemljišta i stena čija temperatura prelazi 10°C.

Geotermalna energija se deli na hidrogeotermalnu, petrogeotermalnu i magmageotemalnu energiju.Hidrogeotermalna energija je sadržana u podzemnim vodama sa temperaturom većom 10°C. Petrogeotermalna energija je sadržana u suvim stenama koje ne sadrže slobodnu podzemnu vodu. Za ovu primenu potrebno je da je temperatura stena veća od 100°C. Magmogeotermalna energija je akumulirana u usijanim stenama zemlje (astenosfera zemlje)

Potencijal geotermalne energije određene oblasti može se prikazati gustinom geotermalnog toplotnog toka: količina geotermalne toplote koja u svakoj sekundi kroz površinu od 1 kvm iz unutrašnjosti Zemlje dolazi do njene površine.Prosečne vrednosti u Evropi su oko 60 mW/m2 ,dok su u Srbiji ove vrednosti znatno veće, preko 100 mW/m2

Preko 40% primarne energije u Evropskoj uniji se troši za grejanje i hlađenje.

Karakteristike korišćenja toplotnih pumpi•Investicija koja je oko 3 puta veća nego u slučaju grejanja na gas isplati se u roku od 3 do 4 godine.•Cena potrošene električne energije u toku eksploatacije je 4 do 16 puta manja nego u slučaju grejanja na gas, struju ili fosilna goriva.•Kvalitet i komfor grejanja je na najvišem mogućem nivou.•U toku cele grejne sezone nije potrebna nikakva intervencija.•Ista toplotna pumpa radi u režimu hlađenja u toku leta, čime se izbegava nabavka opreme za hlađenje.•Postoji širok opseg snaga toplotnih pumpi (od 10 kW do 2 MW) čime se postiže dobra pokrivenost zahteva.•Nema zaliha, distributivne mreže, spoljno-trgovinskih deficita, energetske zavisnosti, transporta goriva, emisije gasova, pepela, itd

Osim geotermalne energije, postoje još i sledeći oblici alternativne energije (obnovljivi izvori energije). To su:

Kinetička energija vetra

Kinetička energija vode1.Hidrocentrale – standardni koncepti sa akomulacionim jezerom2.Mikro – hidrocentrale snage od 50 do 100 kW3.Sistemi koji koriste kinetičku energiju rečnog toka4.Kinetička energija talasa5.Kinetička energija morskih struja6.Energija plime i oseke7.Razlika toplote površinskih voda i hladnih dubina mora i jezera8.Snaga gradijenta slanosti u odnosu na slatku vodu, u fazi ispitivanja

Solarna energija1.Fokusom svetlosti sunca i jednostavnim zagrejavanjem2.Proizvodnja električne energije solarnim ćelijama3.Proizvodnja vodonika upotrebom foto-elektro-hemijskih ćelija

Biogorivo i biomase

Kinetička energija vetra

Najstariji oblik upotrebe kinetičke energije srujanja fluida.Prve velike civilizacije su nastale na osnovu znanja, otkrića, primene novih tehnologija koje obavezno uključuju korišćenje raznih oblika energije

Najstarije vetrenjače datirju iz Persije (današnji Iran) oko 200 godina pre nove ere.To su vetrenjače sa vertikalnom osovinom.Danas je sačuvan veliki broj ovih vetrenjača

Holandske vetrenjače sa horizonatlnom osovinom, 14 vek

One se nisu koristile za mlevenje žita!!! Koristile su se za isušivanje zemljišta ... Projekat „Holandija“ traje već 600 godina

Prva transformacija kinetičke energije vetra u električnu nergiju je izvedena u Škotskoj, od strane profesora elektrotehnike Univerziteta u Glazgovu, James Bluth.

Pumpa za crpljenje vode...

Ostatak vetrenjače u Melencima (Banat, Srbija)

Vestas HAWT (Horizontal Axes Wind Turbine) V164, 220m, 8 MW

HAHWT (Horizontal Axe Helix) tip vetro-turbine

Vertical axe twist vetro turbine, VATWT

VAHWT (Vertical Axe Helix) tip vetro-turbine

HACWT Horisontal Axes Cocrscrew Wind Turbine

Najveća VAWT in Cap-Chat, Quebec, Canada110 m, 3,8MW

Dvanaestogodišnji period u EU, sistemi proizvodnje električne energije

Komparacija vetrogeneratora sa vertikalnom i horizontalnom osovinom;

Vetrogeneratori sa vertikalnom osovinom su •jednostavnije izrade, •imaju veliki obrtni momenat, •jednostavniji su za izradu•jednostavniji su za montažu•jednostavniji su za održavanje•ne treba da se usmeravaju prema vetru (okreću se pri bilo kojem smeru vetra)

Nedostatci vetrogeneratora sa vertikalnom osovinom:•Manji koeficijent iskorišćenja od vetrogeneratora sa horizontalnom osovinom•Zbog manjeg broja obrtaja je neophodan prenosni odnos prema generatoru električne energije

Prednosti vetrogeneratora sa horizontalnom osovinom•postavljaju se na veće visine, gde su brzine vetra veće, •imaju veću efikasnost odvetrogeneratora sa vertikalnom osovinom•mogućnost promene napadnog ugla elise, i regulacije broja obrtaja za različite brzine vetra

Nedostatci vetrogeneratora sa horitontalnom opsovinom•skupi tornjevi velike visine•vibracije pri radu•neprijatno šuštanje pri radu•potrea za usmeravanje prema vetru•skložena konstrukcija i montaža•skupo održavanje na velikim visinama•osetrljive sa na udare vetra, moraju se kočiti•težak inftastrukturni pristup

P - snaga u W,α - faktor iskorišćenjaρ – gustina vazduha u Kg/m³,r – radijus turbine m, v – brzina vazduha u m/s.

Nemački inžinjer Albert Bec je ustanovio da vetrenjača može da iskoristi svega 59% kinetičke energije vetra. Uz ostale prenosne odnose i odnose transformacije, koeficijent iskorišćenja je oko 35%.

Proračun snage vetro generatora