UNIVERZITET U TUZLI

RUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI

ODSJEK: RUDARSTVO

ENERGETSKA EFIKASNOST I OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

Seminarski rad

Mentor:

Dr.sc.Edin Delić red.prof.

Student:Karić Munir

SADRŽAJ

1. O ENERGIJI....................................................................................3

1.1. Šta je energija?............................................................................................3

2. OBLICI ENERGIJE............................................................................4

3. VRSTE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE.........................................6

3.1. OPŠTA PODIJELA..........................................................................................6

3.2. NAJČEŠĆI OBLICI ENERGIJE..........................................................................7

3.2.1. SOLARNA ENERGIJA............................................................................................8

3.2.1.1. Solarni kolektori...........................................................................................................9

3.2.1.2. Fotonaponske ćelije.....................................................................................................9

3.2.1.3. Fokusiranje sunčeve energije.....................................................................................10

3.2.2. ENERGIJA VETRA...............................................................................................11

3.2.3. HIDROENERGIJA................................................................................................12

3.2.3.1. Protočne hidroelektrane............................................................................................13

3.2.3.2. Akumulacione hidroelektrane....................................................................................13

3.2.3.3. Revirzibilne hidroelektrane........................................................................................13

3.2.4. GEOTERMALNA ENERGIJA.................................................................................14

3.2.5. BIOMASA..........................................................................................................15

3.2.6. ENERGIJA PLIME I OSEKE...................................................................................16

3.2.7. ENERGIJA TALASA.............................................................................................17

4. ZAKLJUČAK..................................................................................18

[L] LITERATURA................................................................................19

2

1. O ENERGIJIŽivimo u svijetu energije. Sve što nas okružuje zasnovano je na korišćenju energije.

Energija je potrebna svim živim bićima. Nama je potrebna da bi smo se mogli kretati. Energiju dobijamo od hrane koju uzimamo. Biljke dobijaju energiju od Sunčeve svetlosti, životinje jedu biljke ili druge životinje. Mašine energiju, najčešće dobijaju, sagorevanjem goriva (nafte, uglja, gasa i dr.).

1.1. Šta je energija?Energija je sposobnost nekog tijela da vrši rad.

Ljudi su hiljadama godina koristili energiju sopstvenih mišića. Kasnije su počeli pripitomljavati životinje s kojima su obavljali razne poslove: vuču kola, pluga, dizanje tereta, pokretanje primitivnih mašina i dr. Tek posle mnogo vremena čovek je otkrio i druge oblike energije. U prirodi postoji više oblika energije: hemijska, toplotna, mehanička, svijetlosna, električna, nuklearna.

Energija je glavni pokretač tehnološkog razvoja. Zahvaljujući industrijalizaciji i porastu broja stanovnika potreba za energijom iz godine u godinu eksponencijalno se povećava. Na početku ovog milenijuma obnovljivi izvori energije imaju sve veću ulogu u svetskoj proizvodnji energije, dok je štetan uticaj velikok korišćenja fosilnih goriva na životnu sredinu sve očigledniji.

3

Slika 1 – oblici energije

2. OBLICI ENERGIJE

Osnovni vidovi energije koji omogućavaju funkcionisanje današnje civilizacije su uglavnom toplotna i električna energija, koje se u daljim tehnološkim postupcima mogu prevesti u ostale vidove energije.Toplotna i električna energija se danas u velikom procentu dobijaju iz neobnovljivih izvora energije.

Termin neobnovljivi izvori energije odnosi se na sve potencijalne nosioce nekog vida energije koji su stvoreni u nekom prošlom vremenu, a sada se ne mogu obnoviti, tj. ne mogu se regenerisati niti ponovo proizvesti. Najveći udio neobnovljivih izvora energije čine fosilna goriva, goriva nastala anaerobnom digestijom uginulih/mrtvih organizama u unutrašnjosti zemlje pod uticajem visoke temperature i pritiska milionima godina. Fosilna goriva čine glavni izvor sa čak 85-90% energije[1].

U fosilna goriva ubrajaju se:

Ugalj Treset Nafta i derivati nafte Prirodni gas

U neobnovljive izvore energije svrstavaju se i fisiona (nuklearna) goriva (8% od ukupnog) [2].

Problemi sa neobnovljivim izvorima energije su prvo u njihovoj količini i rasprostranjenosti. Zalihe fosilnih goriva su ograničene i brzo nestaju, a usled koncentracije energetskih resursa u svega nekoliko oblasti u svetu, korišćenje neobnovljivih goriva stvorilo je sistem međuzavisnosti, tako da se države koje zavise od uvoza fosilnih goriva nalaze u podređenim položajima.

Drugi problem je zagađenje čovekove okoline. Sagorevanje fosilnih goriva, naročito onih baziranih na nafti i uglju, predstavlja najverovatniji uzrok globalnog zagrevanja, dakle stvaranju tzv. efekta staklene bašte usled emisije ugljen-dioksida, sumpornih, azotnih jedinjenja i dr. zagađujućih jedinjenja i čestica.

Promjena klimatskih uslova predstavlja jednu od najozbiljnijih opasnosti za Zemljin ekološki sistem zbog mogućeg uticaja na proizvodnju hrane. Sa druge strane, primena nuklearne energije, predstavlja uslovno čistu tehnologiju, ali u slučaju katastrofa može doći do izuzetno velikih zagađenja sa ogromnim posljedicama na čovjeka i životnu okolinu. Takođe, veliki problem predstavlja i problem odlaganja radioaktivnog otpada.

Iako u ovom trenutku proizvodni procesi, kao i sama tehnologija ne dozvoljavaju potuno isključenje neobnovljivih izvora energije, teži se ka tome da se njen ukupan udio smanji. Samim

4

tim, na scenu bi stupila energija koja bi se dobijala iz obnovljivih izvora, koja umnogome ima manji štetni uticaj na čovjeka i njegovo okruženje.

Za razliku od neobnovljivih, obnovljivi izvori energije predstavljaju oblik energije koji nije potrošiv tj. može se delimično ili potpuno sam regenerisati. Ovaj prirodni vid energije nalazi se svuda oko nas, baš kao i sama priroda. Upotrebom obnovljivih izvora energije, smanjuje se emisija gasova staklene bašte, kao i cjelokupno zagađenje životne sredine i njenih mediuma. [3]

Neke od najiskorišćenijih i najpoznatijih izvora ovog oblika energije su:

bioobnovljivi izvori (biomasa) energija malih vodotokova energija vjetra energija sunca geotermalna energiju

Posmatrajući suštinu ovih izvora vidi se da su ovi izvori, praktično, samo modaliteti solarne energije. Naime, biomasa se stvara fotosintezom na bazi solarne energije. Strujanje vaduha – vetar nastaje zbog razlika u temperaturama vazduha na različitim mestima kao posljedica solranog zračenja. Kruženje vode u prirodi, kao i plima i oseka su, takođe, posljedica solarnog zračenja. Zbog ogromne količine energije koju Sunce zrači i perioda njegovog života može se smatrati da će dozračivanje energije sa Sunca trajati veoma dugo sa aspekta naše civilizacije.

5

Slika 2 – izvori energije

3. VRSTE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE

3.1. OPŠTA PODJELAPrema nastanku energije na Plavoj planeti, može se klasifikovati u tri osnovne grupe:

1. Sunčeva energija – odgovorna za solarnu energiju, najveći izvor energije na Zemlji.

Direktno utiče na obnavljanje energije vodnih snaga, talasa, vjetra, toplote u okeanu, kao

i obnavljanje biomase putem fotosinteze.

Sunčeva energija utiče indirektno i to kroz više vidova energije:

o hidroenergija – energija vodotokova, morskih struja, glečera

o toplotna energija hidrosfere – toplota mora i okeana

o eolska energija – strujanje vazdušnih masa (vjetrovi)

o bioenergija – energija nastala fotosintezom

2. Nuklearna fisija – raspad izotopa teških hemijskih elemenata

Geotermalna energija – raspad u unutrašnjosti zemlje

Vještačka fisija – energija koja se koristi u nuklearnim elektranama (mišljenja su

podeljena po pitanju klasifikacije ove vrste energije u obnovljive)

3. Planetarna kretanja – energija gravitacije

Energija plime i oseke

6

Slika 3 – obnovljivi izvori energije

3.2. NAJČEŠĆI OBLICI ENERGIJEU ovom trenutku samo 3,3% potrošnje primarne energije dolazi od obnovljivih izvora [4].

Međutim, potražnja za ovom vrstom energije je sve veća. Do sada je patentirana nekolicina uređaja i proizvodnih procesa koji generišu obnovljive prirodne izvore u svrhu proizvodnje energije potrebne za čovekove potrebe. Radi lakšeg upravljanja i veće produktivnosti, potrebno je shvatiti kako, zapravo određena vrsta energije „funkcioniše“ i na koji način je što bolje iskoristiti tj. kako joj se treba pristupiti. Takođe, veoma je bitna sama tehnologija koja se koristi za implementaciju ove energije. S toga, u ovom radu će biti obrađene neke vrste obnovljivih izvora energije; one čiji je trenutni udeo najveći.

U ovom radu izvori koji će biti obrađeni su:

Solarna energija Energija vjetra Hidroenergija Geotermalna energija Energija biomase Energija plime i oseke Energija talasa

7

Dijagram 1 – korišćenje obnovljivih izvora u svetu 2005. godine[5]

3.2.1. SOLARNA ENERGIJASunce je nama najbliža zvjezda te, neposredno ili posredno, izvor gotovo sve raspoložive

energije na Zemlji. Sunčeva energija potiče od nuklearnih reakcija u njegovom središtu, gde temperatura doseže 15 miliona °C. Radi se o fuziji, kod koje spajanjem vodonikovih (H) atoma nastaje helijum (He), uz oslobađanje velike količine energije. Svake sekunde na ovaj način u helijum prelazi oko 600 miliona tona vodonika, pri čemu se masa od nekih 4 miliona tona vodonika pretvori u energiju. Ova energija se u vidu svetlosti i toplote širi u svemir, pa tako jedan njen mali dio dolazi i do Zemlje. Nuklearna fuzija odvija se na Suncu već oko 5 milijardi godina, kolika je njegova procenjena starost, a prema raspoloživim zalihama vodonika, može se izračunati da će se nastaviti još otprilike 5 milijardi godina. Pod optimalnim uslovima, na površini Zemlje se može dobiti 1 kW/m2, a stvarna vrijednost zavisi o lokaciji, godišnjem dobu, dobu dana, vremenskim uslovima i još dosta varijabilnih.

Sunčeva energija se može koristiti pasivno i aktivno. Pod terminom pasivno korišćenje podrazumijeva se direktno propuštanje toplotne Sunčeve energije u prostoriju tj. zagrijavanje masivnog poda i zidova koji apsorbuju toplotu, a zatim je otpuštaju noću.

POTENCIJALI ZAHTEVIZadovoljava 10% potreba za grijanjem Velika površina okrenuta ka jugu, radi

prihvatanja Sunčevog zračenjaJednostavna i jeftina postavka Konstrukcija sa velikom termalnom masom

(radi zadržavanja toplote)Isplativost u kratkom vremenskom period Dobra izolacijaLako održavanje sistema Izbjegavanje zasiječenosti objekta

8

Tabela 1 – potencijali i zahtevi vezani za korišćenje solarne energije[6]

Slika 4 – pasivno korišćenje solarne energije

Kada se radi o aktivnom/direktnom korišćenju solarne energije, ono se može podijeliti u tri grupe principa:

solarni kolektori – zagrijavanje vode, grijajanje prostorija (pretvaranje solarne energije u toplotnu energiju)

fotonaponske ćelije – direktno pretvaranje sunčeve energije u električnu fokusiranje sunčeve energije – upotreba u velikim energetskim postrojenjima

3.2.1.1. Solarni kolektoriSolarni kolektori direktno pretvaraju Sunčevu energiju u toplotnu. Sistemi za grijanje

vode mogu biti ili otvoreni, u kojima voda koju treba zagrijati prolazi direktno kroz kolektor na krovu, ili zatvoreni, u kojima su kolektori popunjeni tečnošću koja se ne smrzava (npr. antifriz). Zatvoreni sistemi mogu se koristiti bilo gde, čak i kada je temperatura atmosferskog vazduha ispod nule. Tokom dana, ako je lepo vreme, voda se može grijati samo u kolektorima. Ako vrijeme nije lepo, kolektori pomažu u grijjanju vode i time smanjuju potrošnju električne energije.

3.2.1.2. Fotonaponske ćelijeFotonaponske ćelije se sastoje od poluprovodnih elemenata koji direktno pretvaraju

energiju Sunčevog zračenja u električnu energiju. Efikasnost im je od 10% za jeftinije sisteme (amorfni silicijum) do 25% za skuplje sisteme. Za sada su još uvek ekonomski nerentabilni jer im je cijena oko 6000 $/kW[7]. Fotonaponske ćelije mogu se koristiti kao samostalni izvori energije ili kao dodatni izvor energije. Kao samostalni izvor energije koristi se na satelitima, saobraćajnim znakovima, kalkulatorima i udaljenim objektima koji zahtijevaju dugotrajni izvor energije. Kao dodatni izvori energije fotonaponske ćelije mogu se na primer priključiti na električnu mrežu, ali za sada je to neisplativo.

9

Slika 5 – solarni kolektor Slika 6 – fotonaponska ćelija

3.2.1.3. Fokusiranje sunčeve energijeFokusiranje sunčeve energije upotrebljava se za pogon velikih generatora ili toplotnih

pogona. Fokusiranje se postiže pomoći mnogo sočiva ili češće pomoću ogledala složenih u tanjir ili konfiguraciju tornja. Najčešće upotrebljavane su konfiguracije tipa "Power Tower" i "Dish".

"Power tower" konfiguracije koriste kompjuterski kontrolisano polje ogledala za fokusiranje sunčevog zračenja na centralni toranj, koji zatim pokreće glavni generator. Do sada su napravljeni demonstracijski sistemi koji imaju izlaznu snagu i iznad 10 MW. Ti novi sistemi imaju i mogućnost rada preko noći i u lošem vremenu tako da spremaju vruću tečnost u vrlo efikasne tankove(neka vrsta termo boce).

"Dish" sistemi prate kretanje Sunca i na taj način fokusiraju sunčevo zračenje. Postoji još i "Trough" sistem fokusiranja sunčeva zračenja, koji može biti vrlo efikasan. Takve elektrane mogu biti vrlo jake: u Kaliforniji je instalirana elektrana snage 354 MW. Kada nema dovoljno energije od Sunca, sistemi koji fokusiraju sunčevo zračenje mogu se bez većih problema prebaciti na prirodni gas ili neki drugi izvor energije. To je moguće jer Sunce koristimo za grijanje tečnosti, a kad nema Sunca tečnost zagrijavamo na neki drugi način. Mana ovog postrojenja je zauzimanje velikog prostora, ali to se može riješiti postavljanjem elektrane u neku nenaseljenu oblast (pustinju). Još jedan veliki problem predstavlja cijena sistema, kao i njegova

postavka.

10

Slike 7 i 8 – fokusiranje sunčeve energije; Solar Dish (levo) i Power Tower (desno)

3.2.2. ENERGIJA VJETRAIskorišćenje energije vjetra je najbrže rastući segment proizvodnje energije iz obnovljivih

izvora. U posljednjih nekoliko godina turbine na vjetar znatno su poboljšane. Najbolji primjer je njemačko tržište turbina na kojemu se prosečna snaga od 470 kW 1995. godine povećala na 1280 kW 2001. godine. Ovo povećanje snage postiglo se odgovarajućim povećavanjem veličine turbina. Trenutno su u razvoju turbine koje će moći generirati snagu između 3 i 5 MW.

Zbog početne ekonomske neisplativosti i nestalnosti vjetra, instalacija vjetrogeneratora je privilegija koju mogu priuštiti samo bogate zemlje. Trenutno je cijena vjetrenjače veća od cijene termoelektrane po MW instalirane snage (vjetrenjača košta oko 1000 €/kW instalirane snage, a termoelektrana 700 €/kW), ali razvojem tehnologije ta razlika sve je manja[8].

Energija vjetra je transformisani oblik Sunčeve energije. Sunce neravnomerno zagrijava različite dijelove Zemlje i to rezultira različitim pritiscima zraka, a vjetar nastaje zbog težnje ka izjednačavanjem tih pritisaka. Postoje dijelovi Zemlje na kojima duvaju tzv. stalni (planetarni) vjetrovi i na tim područjima je iskorišćenje energije vjetra najisplativije. Dobre pozicije su obale okeana i pučina mora. Pučina se ističe kao najbolja pozicija zbog stalnosti vjetrova, ali cijene instalacije i transporta energije koče takvu eksploataciju. Kod pretvaranja kinetičke energije vijetra u mehaničku energiju (okretanje osovine generatora) moguće je iskoristiti samo razliku u brzini vjetra na ulazu i izlazu.

Albert Betz, nemački fizičar dao je još davne 1919. godine zakon energije vjetra, a koji je publiciran 1926. godine u knjizi “Wind-Energie”. Njime je dan kvalitativni aspekt znanja iz mogućnosti iskorišćenja energije vetra i turbina na vetar. Njegov zakon kaže da se može pretvoriti manje od 16/27 ili

11

Shema 1 – princip rada vetrogeneratora[9]

59% kinetičke energije vjetra u mehaničku energiju pomoću turbine na vjetar. 59% je teoretski maksimum, a u praksi se može pretvoriti između 35% i 45% energije vjetra[10].

Kao dobre strane iskorišćenja energije vjetra ističu se visoka pouzdanost rada postrojenja, bez troškova za gorivo i bez zagađivanja okoline. Loše strane su visoki troškovi izgradnje i promijenjivost brzine vjetra (nepouzdanost rada). Za domaćinstva vrlo su interesantne male vjetrenjače snage do nekoliko desetina kW. One se mogu koristiti kao dodatni izvor energije ili kao primarni izvor energije u udaljenim područjima. Kad se koriste kao primarni izvor energije nužno im se dodaju baterije (akumulatori) u koje se sprema energija kad se generiše više od potrošnje. Velike vjetrenjače često se instaliraju u park vjetrenjača i preko transformatora spajaju se na električnu mrežu.

3.2.3. HIDROENERGIJAEnergija vode (hidroenergija) je najznačajniji obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini

koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji. U poslednjih 30-ak godina proizvodnja energije u hidroelektranama je utrostručena, ali je time udio hidroenergije povećan za samo 50% (sa 2.2% na 3.3%). U nuklearnim elektranama, u istom je razdoblju proizvodnja povećana gotovo sto puta, a udio 80 puta. Tako da hidroenergija ima svoja ograničenja. Ne može se koristiti svuda jer podrazumeva obilje brzo tekuće vode, a poželjno je i da je ima dovoljno cijele godine, jer se električna struja ne može jeftino uskladištiti. Da bi se poništio uticaj oscilacija vodostaja, grade se brane i akumulaciona jezera. To znatno diže cijenu cijele elektrane, a diže se i nivo podzemnih voda u neposrednoj okolini akumulacije. Nivo podzemnih voda ima dosta uticaja na biljni i životinjski svijet, pa prema tome hidroenergija nije sasvim bezopasna za životnu sredinu. Veliki problem kod akumuliranja vode je i zaštita od potresa, a u zadnje vrijeme i zaštita od terorističkih napada.

Procenjuje se da je iskorišćeno oko 25 % svietskog hidroenergetskog potencijala. Većina neiskorišćenog potencijala nalazi se u nerazvijenim zemljama, što je povoljno jer se u njima očekuje znatni porast potrošnje energije. Najveći projekti, planirani ili započeti, odnose se na Kinu, Indiju, Maleziju, Vijetnam, Brazil, Peru[11].

Postoje tri osnovne vrste hidroelektrana:

protočne

akumulacijske

reverzibilne

12

3.2.3.1. Protočne hidroelektranePo definiciji protočne hidroelektrane su one koje nemaju uzvodnu akumulaciju ili se

njihova akumulacija može isprazniti u kratkom vremenskom intervalu rada. To znači da se skoro direktno koristi kinetička energija vode za pokretanje turbina. Takve hidroelektrane je najjednostavnije izvesti, ali su vrlo ovisne o trenutnom protoku vode. Prednost je vrlo mali uticaj na životnu sredinu i mala opasnost od podizanja podzemnih voda.

3.2.3.2. Akumulacione hidroelektraneAkumulacione hidroelektrane su najčešći način dobijanja električne energije iz energije

vode. Problemi nastaju u ljetnjim mjesecima kad prirodni dotok postane premali za funkcionisanje elektrane. U tom slučaju se brana mora zatvoriti i potrebno je održavati nivo vode koji je biološki minimum. Veliki problem je i podizanje nivoa podzemnih voda

3.2.3.3. Revirzibilne hidroelektraneZa popunjavanje dnevnih špica potrošnje grade se reverzibilne hidroelektrane. Kad je

potrošnja energije mala voda se pumpa iz donjeg jezera u gornju akumulaciju. To se obično radi noću, jer je tada potrošnja energije najmanja. Danju se elektrana prebacuje na proizvodnju električne energije i tada se prazni “gornja akumulacija”. To nije baš energetski najbolje rešenje, ali je bolje nego napraviti još nekoliko termoelektrana za pokrivanje dnevnih špica potrošnje.

13

Slike 9 i 10 – pojednostavljeni prikaz rada hidroelektrana

3.2.4. GEOTERMALNA ENERGIJAGeotermalna energija postoji otkad je stvorena Zemlja. Nastaje prirodnim raspadanjem

radioaktivnih elemenata koji se nalaze u zemljinoj unutrašnjosti. Duboko ispod površine voda ponekad dospije do vruće stijene i pretvori se u vrelu vodu ili paru. Kipuća voda može dosegnuti temperaturu od preko 150 C, a da se ne pretvori u paru jer je pod visokim pritiskom. Kad ta⁰ vruća voda dospije do površine kroz pukotinu u zemljinoj kori, zovemo je vrući izvor. Ako izlazi pod pritiskom, u obliku eksplozije, zove se gejzir. Vrući izvori se širom svijeta koriste kao izvor toplote, u zdravstvene i rekreacijske svrhe. Vrućom vodom iz dubine Zemlje mogu se grijati staklenici i zgrade. Na Islandu, koji je poznat po gejzirima i aktivnim vulkanima, mnoge zgrade i bazeni griju se geotermalnom vrućom vodom. Vruća voda i para iz dubine Zemlje mogu se koristiti za proizvodnju električne energije. Buše se rupe u zemlji i cijevi se spuštaju u vruću vodu. Vruća voda ili para penju se tim cijevima na površinu. Geotermalna elektrana je kao svaka druga elektrana, osim što se para ne proizvodi sagorevanjem goriva već se crpi iz zemlje. Dalji postupak s parom je isti kao kod konvencionalne elektrane: para se dovodi do turbine koja pokreće rotor električnog generatora. Nakon turbine, para odlazi u kondenzator, kondenzuje se, da bi se tako dobijena voda vratila nazad u geotermalni izvor.

Ovaj izvor energije ima brojne prednosti. On je jeftin, stabilan i trajan. Budući da nema dodatnih potreba za gorivom nema štetnih emisija, osim vodene pare.  Glavni je nedostatak u malom broju lokacija gde se vruća voda u podzemlju nalazi blizu površine. To su tzv. geotermalne zone. One se vezuju za vulkanske zone na Zemlji tj. u pravilu za granice litosfernih ploča. Nedostatak je i to što su te zone ujedno i glavne potresne zone što onda poskupljuje izgradnju takovih elektrana. Budući da su te zone uglavnom i slabo naseljene, problem je i prenos energije do potrošača a ponekad su to i zaštićena područja npr. Yellowstone, pa gradnja

14

Slika 11 – upotreba geotermalne energije Slika 12 – gejzir kao izvor geotermalne energije

elektrana nije dozvoljena. Glavni proizvođači geotremalne enrgije su SAD, Filipini, Meksiko i Japan.

3.2.5. BIOMASABiomasa je obnovljiv izvor energije, a čine je brojni proizvodi biljnog i životinjskog

porijekla. Može se direktno pretvarati u energiju sagorijevanjem, te proizvodnju pare za grijanje u industriji i domaćinstvima, kao i za dobijanje električne energije u malim termoelektranama. Fermentacija u alkohol zasad je najrazvijenija metoda hemijske konverzije biomase. Biogas nastao fermentacijom bez prisustva kiseonika sadrži metan i ugljenik te se može upotrebljavati kao gorivo, a ostali savremeni postupci korišćenja energije biomase uključuju i pirolizu, rasplinjavanje te dobijanje vodonika. Glavna prednost biomase u odnosu na fosilna goriva je manja emisija štetnih gasova kao i otpadnih voda. Dodatne prednosti su zbrinjavanje i iskorišćavanje otpada i ostataka iz poljoprivrede, šumarstva i drvne industrije, smanjenje uvoza energenta, ulaganje u poljoprivredu i nerazvijena područija i povećanje sigurnosti opskrbe energijom. Predviđa se da će do sredine XXI vijeka u svetu udio biomase u potrošnji energije iznositi između 30 i 40 posto[12]. Švedska je npr. 1998. je iz biomase dobijala 18% energije, a Finska 10%. Prema dokumentima EU predviđa se da će proizvodnja energije iz biomase u odnosu na ostale obnovljive izvore energije 2010. iznositi 73%. Ukrajina ima instalirane kapacitete od 320 MW za dobijanje struje upravo korištenjem biomase.

Energija iz drveta - U Evropskoj Uniji 58% primarne energije dobijene od obnovljivih izvora energije dolazi iz drva. Tu veliki udeio ima tradicionalno iskorišćavanje potencijala šuma. U Francuskoj se proizvodi najviše primarne energije iz drva. To je u 2000. godini iznosilo 9.8 Mtoe energije dobijene na taj način. Švedska (8.3 Mtoe) i Finska (7.5 Mtoe) također znatno koriste

15

Shema 2 – kruženje materije i proticanje energije vezano za biomasu

energiju iz drva. Iako toplotna potrošnja (grejanje kuća, vode) predstavlja glavni dio proizvodnje energije, dio energije drva se pretvara i u električnu energiju. U 1999. godini u Evropskoj Uniji na taj način proizvedeno je 17.3 TWh električne energije.

Biogas - Između 1990. i 2000. godine kontinuirano se povećavao broj elektrana na biogas. Danas ima oko 3000 elektrana u Europi, a treba im dodati i 450 odlagališta smeća koja valoriziraju biogas. Godišnja proizvodnja tih pogona je oko 2304 ktoe, a to je oko 5% od ukupno proizvedene energije biomase u Europi. Ujedinjeno kraljevstvo je vodeći proizvođač korisne energije iz biogasa sa 897 ktoe ili 39% evropske proizvodnje. Ta energija dobija se iz više od 400 postrojenja. Njemačka je na drugom mestu sa 525 ktoe u 2000. godini. Najveći napredak u Njemačkoj proizlazi iz biogasa dobijenog agrikulturom. U 2000. uključeno je 400 dodatnih takvih pogona i sad ih ima 1050. Na trećem mestu je Francuska sa 167 ktoe godišnje proizvodnje. Cilj Evropske Unije je 15 Mtoe proizvedene biogasom. Da bi se to postiglo potreban je godišnji rast od bar 30%[13].

Biogoriva - Biogoriva su sastavljena od dva različita sektora: etanol i biodizel goriva. Etanol se koristi kao dodatak za benzinske motore, a biodizel kao dodatak za dizelske motore. Neki motori dopuštaju upotrebu čistog etanola ili biodizela, ali to je ograničeno državnim regulativama. Količina proizvedenog etanola godišnje je porasla sa 47.500 tona 1993. na 191.000 tona 2000. godine. Glavni proizvođač ovog goriva je Francuska sa 91.000 tona proizvedenih 2000. Španija je na drugom mestu sa 80.000 tona. Sljedeća je Švedska sa 20.000 tona. Proizvodnja biodizela povećala se još više. Od 55.000 tona 1992. narasla je na 700.000 tona u 2000. godini. I u ovoj grani Francuska je vodeća sa 47% ili 328.000 tona. Njemačka drži drugo mesto sa 246.000 tona. U Evropskoj uniji još samo tri države proizvode biodizel gorivo: Italija (78.000 tona), Austrija (27.600 tona) i Belgija (20.000 tona) [14].

3.2.6. ENERGIJA PLIME I OSEKE

Plima i oseka nastaju kao posljedica gravitacijskih sila Sunca i Meseca. Za sad još nema većih komercijalnih dostignuća na eksploataciji te energije, ali se zna da potencijal nije mali. Ta energija se može dobiti na mjestima gde su morske mijenje izrazito naglašene (plimna amplituda veća od 10 metara). Princip je jednostavan i vrlo je sličan principu hidroelektrane. Na ulazu u neki zaliv postavlja se brana i kad se nivo vode podigne, propušta se preko turbine u zaliv. Kad se zaliv napuni brana se zatvara i čeka se da nivo vode padne. Tad se voda po istom principu propušta iz zaliva. U jednostavnijem slučaju voda se propušta kroz turbine samo u jednom smjeru i u tom slučaju turbine su jednostavnije (jednosmjerne, a ne dvosmjerne).

Glavni problemi iskorišćenja energije plime i oseke su:

• periodičnost izvora (treba čekati da se nivo vode dovoljno podigne, odnosno padne)

• mali broj mjesta pogodnih za iskorištavanje takvog oblika energije.

Najpoznatija elektrana koja koristi energiju plime i oseke nalazi se na ušću reke Rance u Francuskoj.  Izgrađena je 60-tih godina i još uvek radi. Rusija poseduje malu elektranu kod

16

Murmanska, Kanada u zalivu Fundy (najviša plimna amplituda; preko 20m) dok ih Kina ima nekoliko. Ni jedna od navedenih zemalja nije ostvarila značajniji napredak u iskorišćenju energije ovog tipa[15].

3.2.7. ENERGIJA TALASA

Zbog delovanja vjetra na površinu vode u nekim zonama okeana stvaraju se veliki morski talasi. Talasi se razlikuju po visini, dužini i brzini pri čemu zavisi i njihova energija. Svaki talas nosi potencijalnu energiju uzrokovanu deformacijom površine i kinetičku energiju koja nastaje zbog gibanja vode. Energija talasa naglo pada sa njegovom dubinom, pa na dubini od 50 m iznosi samo 2% od energije odmah ispod površine.

Energija talasa obnovljiv je izvor, koji varira u vremenu (npr. veći talasi javljaju se u zimskim mjesecima). Jednostavniji oblik iskorišćenja energije talasa bio bi neposredno uz obalu zbog lakšeg tj. jeftinijeg dovođenja energije potrošačima. Međutim, energija valova na pučini je znatno veća, ali je i njeno iskorišćenje puno skuplje. U Velikoj Britaniji i Japanu već se duže vreme istražuju mogućnosti iskorišćenja ovog oblika energije. Danas su u osnovi poznata tri oblika iskorišćenja energije talasa; preko plutača, pomičnog klipa i lopatica. U ovom trenutku, nijedan od navedenih načina ne može ekonomski konkurisati klasičnim izvorima energije

17

4. ZAKLJUČAK

Obnovljivi izvori energije i nove tehnologije korišćenja ovih izvora postaju sve značajniji segment u svim poljima, a pogotovo u energetici. Koršćenjem obnovljivih izvora energije se smanjuje trošenje neobnovljivih energetskih resursa. Korišćenje ovih izvora je veoma značajno i sa aspekta zaštite životne sredine. Energetika, kao oblast privrede, na kojoj se temelji razvoj svih drugih oblasti privrede je najveći zagađivač životne sredine, bez čije zaštite nije moguće ostvariti održivi razvoj ljudske vrste i živog svijeta na planeti. Zagađenje životne sredine ne poznaje državne granice, što je razlog za dalji razvoj nove oblasti prava – prava zaštite životne sredine, koje na isti način kao i pravo energetike, po svojoj prirodi ima međunarodni karakter.

18

[L] LITERATURA

[1], [2], [3] - energy.gov

[4] – U.S. Department of Energy - Energy Efficiency & Rewenable Energy Official Website; www.eere.energy.gov

[5] – obnovljivi izvori u svijetu 2005. godine – REN21; www.ren21.net

[6] – Obnovljivi izvori energije, solarna energija; V predavanje; Prof. dr Dragi Antonijević

[7] – Princip rada fotonaponskih ćelija; www.izvorienergije.com

[8] – Energija vjetra; www.izvorienergije.com

[9] – Univerzitet “Sv. Kliment Ohridski”; Tehnički Fakultet – Bitolj; Princip rada vjetrogeneratora; Bitolj; www.tfb.edu.mk

[10] – Energija vjetra; en.wikipedia.org/wiki/Wind_power

[11] – Hidroenergija; ecoist.rs

[12] – Regionalna Razvojna Agencija Srem; Izgradnja postrojenja i proizvodnja električne/toplotne energije iz biomase u Republici Srbiji – vodič za investitore; Dr Branislava Lepotić Kovačević dipl. prav., Dr Dragoslava Stojiljković dipl.maš.inž., Bojan Lazarević dipl.el.inž

[13] – Biogas; www.biogas.rs

[14] – Biogorivo; www.obnovljiviizvorienergije.rs

[15] – Energija plime i oseke; en.wikipedia.org/wiki/Tide

19