61
OSNOVI ENERGETIKE

OSNOVI ENERGETIKE

Embed Size (px)

Citation preview

OSNOVI ENERGETIKE

POJAM ENERGIJE I ENERGETIKE

Energija je osnovni preduslov tokova proizvodnje i progresa uopšte.Imajući u vidu činjenicu da sve što je materijalno posjeduje u sebi i odgovarajući energetski potencijal, da se zaključiti na prvi pogled da je ima dovoljno (ako ne i previše), ali je osnovni problem u njenom adekvatnom korištenju, transformacijama iz jednog oblika u drugi i naročito racionalnoj, što racionalnijoj njenoj potrošnji. Energija se ne troši nego transformiše, ne proizvodi se, jer već postoji samim postojanjem materije.

Pojam Energije je predstavljen fizikalnom veličinom kojom se opisuje međudjelovanje i stanje čestica nekog tijela, te njegovo međudjelovanje s drugim česticama ili tijelima, odnosno sposobnost obavljanja rada.Energija ne može ni nastati ni nestati već samo prelaziti iz jednoga u drugi oblik pa stoga izrazi kao što su "proizvodnja", "dobivanje", "gubici", "potrošnja", "pohrana" ili "štednja" energije u fizikalnom smislu nisu skroz tačni, iako su u svakodnevnom govoru nezaobilazni. Uz pojam energije se često koristi i pojam snage.To je veličina koja pokazuje koliko je energije pretvoreno u druge oblike (izmijenjeno), odnosno koliko je rada obavljeno u određenom vremenu.

Energetski resursi su svi na Zemlji dostupni izvori energije koji mogu biti: - neobnovljivi ili iscrpivi - obnovljivi ili neiscrpivi.

Energetske rezerve su samo oni izvori energije koji se geološki i geografski mogu tačno odrediti i koji se uz postojeće uslove i stanje tehnike mogu učinkovito iskoristiti.Energetske rezerve obuhvataju postojeće, do sada otkrivene i većim dijelom već iskorištavane izvore (obnovljive i neobnovljive), dok resursi obuhvataju sveukupne, na Zemlji raspoložive izvore.

Izvori energije ili energenti su sredstva koje služe za pretvorbu energije, odnosno koja su sama neki oblik energije (npr. ugalj, prirodni plin, uran, električna energija, Sunce, vjetar itd).

Goriva su izvori energije u fizičkom, stvarnom smislu (npr. ugljen, nafta, prirodni plin, vodik, drvo i sl), a s obzirom na njihovu pojavnost u prirodi (agregatno stanje), mogu biti: - kruta (npr. mrki ugljen) - tečna (npr. loživo ulje) i plinovita.

Vrste energije su predstavljene pojmom oblika u kome se energija pojavljuje, odnosno samog načine na koji se uočava djelovanje energije, što je jednim dijelom povezano s njenim izvorima.(npr. potencijalna, kinetička, kemijska, električna ili energija vode, vjetra, goriva itd).

Oblici energije obuhvataju izvore i vrste energije, ovisno o njihovom mjestu u procesima pretvaranja: Samo neki prirodni materijali ili pojave mogu da se koriste za proizvodnju energije i to su primarni, koji se dalje mogu transformisati u sekundarne (vještačke) izvore (oblike) energije, dok je potrošačima potrebna korisna energijaEnergija se pojavljuje u različitim oblicima, ali se u osnovi može svrstati u akumulisane (nagomilane) i prelazne oblike.Akumulisani oblici energije (potencijalna, kinetička i unutrašnja) se u svom obliku mogu održati po želji dugo, dok je za prelazne oblike karakteristična kratkotrajnost pojave.Prelazna energija (mehanička, električna i toplotna) se pojavljuje kada akumulisana energija mijenja svoj oblik i kada prelazi sa jednog tijela na druga.

Zato energiju svrstavamo u sljedeće oblike:- primarna energija - sekundarna energija - konačna energija - korisna energija .Primarna energija je energija koji se dobija direktno iz prirode i koja još nije prošla nijedan proces pretvorbe ili transformacije.

Sekundarna energija je ona energija koja je tehničkim postupcima pretvorbe dobivenih iz primarnih izvora (npr. koks, briketi, nuklearno gorivo, benzin, lož ulje, električna struja, toplina itd).Tim se procesima pretvorbe mijenjaju hemijske ili fizikalne osobine primarnih izvora, što je nužno jer se većina izvora, u obliku u kojem je dobivena iz prirode, ne može direktno iskorištavati.Primarna i sekundarna energija se nazivaju zajedničkim imenom energija goriva.

Konačna energija su izvori ili vrste energije koji krajnjem korisniku stoje na raspolaganju (npr. toplota, električna struja, razna goriva i sl.), a o načinu njihove primjene odlučuje korisnik te ih odgovarajućim procesima pretvara u korisnu energiju.Konačnu energiju stoga čine i primarni (npr. ugljen) i sekundarni izvori (npr. benzin).Pri procesima transformacije, prenosa i pohrane energije dolazi do gubitaka, odnosno jedan dio primarne i sekundarne energije ne može iskoristiti.

Korisna energija je onaj dio energije koji se dobija nakon oduzimanja svih gubitaka koji nastaju pri procesima dobijanja, prerade (proizvodnje), pohrane i prijenosa primarnih i sekundarnih izvora te pretvaranja konačne energije.Korisna je energija krajnjem korisniku na raspolaganju u njemu najprikladnijem obliku.Transformacije energije teku do onih energetskih oblika koje korisnici trebaju, a to su: toplinska energija, mehanička energija, kemijska energija i energija svjetla. Od naročitog značaja su transformacije kojima se proizvodi električna energija.

U nekonvencionalne primarne oblike energije spadaju: kinetička energija vjetra, potencijalna energija plime i oseke, toplotna energija zemljine unutrašnjosti, sunčeva energija (neposredno korištenje), toplotna energija mora (korištenje razlike temperature mora na površini i većim dubinama), te energija fuzije lakih atoma. Zbog svojih dobrih osobina da se lako transformira u druge oblike energije (naročito je važna transformacija u mehanički rad i obrnuto, mehanički se rad s malim gubicima transformira u električnu energiju) i da se lako transportira na veće udaljenosti, električna energija je izuzetno značajna za privredni razvoj zemlje.

Energetska intenzivnost je tehničko-ekonomski pojam koji pokazuje koliko se primarne i sekundarne energije troši po jedinici nacionalnog (društvenog) proizvoda po stanovniku neke države ili područja. Manja energetska intenzivnost pri tome znači bolje iskorištavanje energije.

ENERGETIKA

Pod pojmom „Energetika“ podrazumijevamo naučnu disciplinu koja se bavi proučavanjem energije , kao i tehničkom korištenju raspoloživih izvora energije.Energetika je grana privrede koja omogućava snabdijevanje potrošača neophodnom energijom.Osim toga, može se reći:Energetika je skup privrednih aktivnosti pomoću kojih se istražuju i proizvode primarni izvori energije, zatim transformišu, prenose i distribuiraju do potrošača i kao primarna ili sekundarna energija racionalno koriste.

Klasifikacija primarniih oblika energije

Primarni oblici energije se dijele na:konvencionalne i nekonvencionalne.

U konvencionalne primarne oblike spadaju: drvo, ugalj, sirova nafta i zemni gas (fosilna goriva), te vodne snage (potencijalna energija vodotoka), nuklearna goriva (uran i torij) i vrući - topli izvori.  U nekonvencionalne primarne oblike energije spadaju: kinetička energija vjetra, potencijalna energija plime i oseke, toplotna energija zemljine unutrašnjosti, sunčeva energija (neposredno korištenje), toplotna energija mora (korištenje razlike temperature mora na površini i većim dubinama), te energija fuzije lakih atoma.

Osim podjele po učestalosti primjene, kada govorimo o konvencionalnim i ne-konvencionalnim oblicima energije, primarni se oblici energije mogu podijeliti na:-obnovljive- neobnovljive oblike energije.Obnovljivi su oblici oni koji se prirodno obnavljaju u intervalima koji su sumjerljivi ljudskom poimanju vremena.(Sunčeva energija, energija vodnih snaga, energija vjetra, energija plime i oseke, toplina mora.)Obnovljive primarne oblike energije karakterizira promjenljivost energetskog toka. Budući da uglavnom nije riješeno skladištenje energije barem ne sa stanovišta energetike (izuzetak je npr. akumulacija vode-potencijalne energije u akumulacijskom jezeru hidroelektrane), može se dogoditi da energije ne bude baš onda kada je najpotrebnija. Obnovljive primarne oblike energije nije moguće transportirati u onom obliku u kojemu se pojavljuje u prirodi, za razliku od fosilnih i nuklearnih goriva. Pojam obnovljivi izvori energije odnosi se na izvore energije koji su sačuvani u prirodi i obnavljaju se u cijelosti ili djelomično. To su energija vodotoka, vjetra, neakumulirana Sunčeva energija, biogorivo, biomasa, bioplin, geotermalna energija, energija valova, plime i oseke, biomase, plina iz deponija, plina iz postrojenja za preradu otpadnih voda.

Nebnovljivi oblici energije čije se rezerve uslijed korištenja svakim danom smanjuju (energija fosilnih i nuklearnih goriva te geotermička energija Zemljine unutrašnjosti)

Fizički posmatrano, primarne oblike energije dijelimo na:- nosioce hemijske energije - kao osnovne energije, (drvo,ugalj, sirova nafta i gas),- nosioce nuklearne energije (nuklearna goriva, laki atomi korišteni za fuziju), - nosioce potencijalne energije (vodne snage, energija plime i oseke),- nosioce kinetičke energije (vjetar),- nosioce hemijske energije (vrući izvori, toplotna energija mora) i- nosioce energije zračenja (sunčevo isijavanje).

Transformacija oblika energije

Hemijska energija drveta i fosilnih goriva najčešće se transformiše u unutrašnju energiju, a moguće je neposredno pretvaranje u električnu energiju, a nekada se koristi i direktno kao hemijska energija (u obliku metalurškog koksa).Proces transformacije hemijske u unutrašnju energiju nazivamo sagorijevanjem.Takva unutrašnja energija može se neposredno upotrijebiti za grijanje prostorija, pripremu tople vode i sl., za tehnološke procese pri visokim temperaturama (keramička i cementna industrija i sl.). Nosioci energije su tada gasovi kao produkti sagorijevanja, a postrojenja i uređaje za neposrednu upotrebu unutrašnje energije nazivamo ložištima.Nosilac te energije predaje je, kao toplotu, okolnom vazduhu ili vodi, a kod tehnoloških procesa grijanim sirovinama.Unutrašnja energija sagorjelih gasova može se dalje, u parnim kotlovima prenosom toplote, predati vodi, odnosno vodenoj pari, povećavajući joj tako unutrašnju energiju. Takva se para koristi za grijanje prostorija, za tehnološke procese pri relativno nižim temperaturama, ali i za pogon parnih turbina (obično nakon pregrijavanja), u kojima se unutrašnja energija pare konačno transformiše putem kinetičke u mehaničku energiju. Naravno, unutrašnja energija sagorjelih gasova može se i neposredno pretvoriti u mehaničku putem gasnih turbina i motora SUS.Potrošnja ‘nuklearne’ električne energije ima višegodišnji umjereni rast i 2005. godine iznosila je 627 mil. t EN, tj. za 15% više nego 1996. godine. U SAD-u se proizvodi i troši oko 30% svjetskih količina, a u europskim i euroazijskim državama 46%, od čega glavnina u Francuskoj (16% svjetske proizvodnje), Njemačkoj, Rusiji, Velikoj Britaniji, Španjolskoj i Švedskoj.

Nuklearna energija u svijetu

Na osnovi podataka dobivenih iz informacijskog sistema Međunarodne agencije za atomsku energiju (PRIS), tokom 2005. godine u pogonu ili izgradnji bilo je 467 nuklearnih reaktora u cijelome

svijetu.Četiri nulearna reaktora kapaciteta 3821 MW prošle su godine priključena na električnu mrežu u Južnoj Koreji, Japanu (dva) i Indiji, čime je ukupni broj nuklearnih reaktora u pogonu iznosio 443 u 31 zemlji svijeta. Uz to, u 2005. godini ukupno su 24 nuklearna reaktora bila u izgradnji u 11 zemalja svijeta.Udio električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama, u ukupnoj proizvodnji električne energije posebice je visok u deset zemalja: Francuskoj (79%), Litvi (70%), Slovačkoj (56%), Belgiji (56%), Ukrajini (49%), Švedskoj (47%), Južnoj Koreji (45%), Bugarskoj (44%), Armeniji (43%) i Sloveniji (42%). Sve u svemu, u 16 zemalja svijeta više od četvrtine ukupnih potreba za električnom energijom zadovoljeno je proizvodnjom u nuklearnim elektranama.Udio nuklearne energije u ukupnoj svjetskoj proizvodnji električne energije iznosio je u 2005. godini 16%. Kada se kao krajnji oblik energije sagledava električna energija treba, ukazati da se hemijska i unutrašnja energija mogu direktno transformisati u električnu energiju. Kod posredne transformacije, putem mehaničke energije, koriste se: parne, vodne i gasne turbine, motori SUS, vjetrenjače i sl., a kod neposredne transformacije unutrašnje u električnu energiju primjeri su termoelektrični elementi, termojonski elementi i magnetsko-hidrodinamički generatori.Poseban slučaj neposredne transformacije energije zračenja u električnu predstavlja primjenu solarnih elemenata.Energija zračenja može se transformisati u unutrašnju (koncentracija sunčevog zračenja za specijalne metalurške procese, za grijanje vode i sl.) ili, pak, direktno u električnu energiju pomoću solarnih poluprovodničkih elemenata.

Energija vode, plime i oseke

Za korištenje potencijalne energije vode, te plime i oseke, riječ je prije svega o njihovom pretvaranju u mehaničku energiju pomoću vodnih turbina, a zatim putem električnih generatora u električnu energiju.Potrošnja električne energije iz vodnih snaga je nešto veća i iznosi oko 669 mil. t EN. Najveći proizvođači i potrošači električne energije iz tog izvora su Kanada (12%), SAD (9%), Kina (13,6%). Na Europu s Euroazijom otpada 28% svjetske potrošnje i to najviše na Rusiju, Norvešku i Švedsku.

Energija vjetra

Vjetar je horizontalno kretanje atmosferskog zraka u odnosu na Zemljinu površinu koje nastaje uslijed razlika u gustoći zraka, pri čemu se strujanje prirodno odvija s mjesta veće gustoće na mjesto manje gustoće i traje dok se gustoće ne izjednače. Brzina i smjer vjetra ovise o rezultanti svih sila koje djeluju na zrak. Glavni uzrok razlika u gustoći zraka je nejednoliko Sunčevo zagrijavanje Zemlje. Ukoliko se, primjerice, za vrućeg ljetnog dana zrak iznad nekog otoka zagrije jače nego zrak iznad okolnog mora, početi će se uzdizati prema gore u odnosu na hladniji zrak koji ga okružuje. Istovremeno, da bi se nadomjestio uzdižući zrak, na drugom mjestu će se pod djelovanjem gravitacije zrak početi spuštati. Uzdizanje rjeđeg zraka stvara područje nižeg tlaka, a spuštanje atmosferskog zraka područje višeg pritiska. Osim gradijenta pritiska, na vjetar djeluju, mijenjajući mu brzinu i smjer, i efekti koji su rezultat interakcije atmosfere sa Zemljom koja rotira oko vlastite osi, trenja s površinom tla, oblika zemljine površine te izmjene topline između Zemlje i zraka

OBLICI PRIMARNE ENERGIJE

Primarna energija je ona uzeta iz prirode bez pretvorbe, bilo da se radi o kemijskom potencijalu fosilnih goriva, drva ili biomase, nuklearnoj energiji, kinetičkoj energiji vjetra, potencijalnoj energiji vodenih tokova ili toplinskoj energiji geotermalnih izvora.

„Komercijalni“ oblici primarne energije

• Neobnovljivi :• fosilna goriva • nafta • plin • ugljen • nuklearna energija • Obnovljivi :• hidroenergija • vjetar

Ostali (alternativni) oblici primarne energije

• Obnovljivi;• balega • drvo • treset • biomasa • sunčeva energija • geotermalna energija  

Energetika po sektorima

ZgradarstvoEnergija za grijanje u zgradama

TransportEnergetski aspekti

Trendovi u transportu

Porast cestovnog transporta – osobna potrošnja i privreda

-porast životnog standarda - stalna težnja za porastom kvalitete života -pad cijene osobnih vozila (40% manji udio u potrošnji kućanstva u Britaniji) - jedan čovjek jedno vozilo -demasifikacija proizvodnje - decentralizacija transporta - lean manufacturing - just in time - proizvodnja bez zaliha - daljnja decentralizacija transporta -transport - cca. 28% emisije CO2 - očekuje se daljnji rast porastom kupovne moći u zemljama u razvoju

Granice porasta cestovnog prometajedan čovjek jedno vozilo, više sati dnevno - krajnja granica

congestion - granica realnog sistema

Štete od posljedica takvog rasta cestovnog prometa-problem zagađenja i efekta staklenika - smanjenje kvalitete života -smanjenje kvalitete života za one koji provode 4 sata dnevno commuting -štete za privredu zbog nepravovremene dostave - just in time 

Smanjenje potrošnje goriva povećanjem efikasnosti

-zahvaljujući naftnom šoku i kasnije poreznoj politici konstantno smanjenje potrošnje goriva na 100km -utjecaj politike na povećanje energetske efikasnosti - zamjena motora s unutrašnjim izgaranjem, hibridnim rješenjima ili postepenim poboljšanjem motora s unutrašnjim izgaranjem -fuel cell je možda najbolji kompromis između sve veće potražnje za osobnim vozilima i sve manje tolerancije prema zagađenju – DaimlerChrysler prvo vozilo na tržištu 2004 - problemi: visoka cijena (5000 USD/kW), kako uskladištiti vodik , te pitanje koliko su gorive ćelije u stvari uopće ekološko rješenje

Mogući načini smanjenja

poboljšanje javnog prevoza poskupljenje vozila - cijena vozila + cijena registracije gradnja cesta - problem neefikasnosti poskupljenje goriva naplaćivanje korištenja cesta - road pricing

Energetski resursi u BiH

Istorijat i postojeće stanje elektroenergetskog sektora u BiH

-Elektroenergetski sistem BiH čine objekti za proizvodnju, prenos i distribuciju električne energije. Sistem je koncipiran i građen, u dijelu proizvodnje na vlastitim prirodnim resursima, u skladu sa potrebama potrošnje u BiH i zadovoljenju potreba područja u sada susjednim državama.Bosna i Hercegovina raspolaže značajnim energetskim resursima koji nisu aktivirani.Dio hidroenergetskog potencijala je zajednički sa susjednm državama i njegovu podjelu, aktiviranje i korišćenje treba riješavati u skladu sa međunarodnim normama, na osnovu međudržavnih ugovora1.Međutim, uprkos tome, potrebe za ulaganje u sektor su još velike jer pored sanacije potrebno je osigurati modernizaciju i izgradnju novih objekata kako bi se poboljšala pouzdanost,sigurnost i zaštita okoline,te osigurale potrebe kupaca u BiH..Danas u Bosni i Hercegovini djeluju tri odvojena vertikalno organizirana preduzeća koja se bave proizvodnjom, prijenosom i distribucijom:

• EP BiH sa sjedištem u Sarajevu,• EP HZHB sa sjedištem u Mostaru,• EP Republike Srpske sa sjedištem u Trebinju,

Postojeće TE u BiH troše prosječno godišnje oko 8 miliona tona uglja odgovarajuće vrste i kvaliteta, koje svakako moraju biti obezbjeđivane do kraja životne dobi postojećih termoelektrana.Dakle, može se zaključiti da u BiH postoje preduslovi za dugoročno snabdijevanje ugljem postojećih termoelektrana i izgradnju novih.Pri tome se mora voditi računa o optimalnom izboru novih kotlova u TE prema realno raspoloživom kvalitetu i strukturi ugljeva.

Hidroenergetski potencijali

Ekonomski hidroenergetski potencijal velikih vodotoka u BiH prema studiji “Sadašnjasaznanja o hidroenergetskom potencijalu SR Bosne i Hercegovine”, koju je 1986 godine uradio Institut za elektroprivredu Sarajevo, iznosi cca 18.600 GWh godišnje.Ukupna iskorištenost tog potencijala je oko 40% ili 7.182 GWh godišnje.Međutim, dobar dio ovog hidroenergetskog potencijala je trajno izgubljen zbog prostornih, ekoloških i ekonomskih ograničenja koja su nastala u proteklom periodu. Pored hidroenergetskog potencijala velikih vodotoka, BiH raspolaže i hidroenergetskim potencijalom malih vodotoka na kojima bi se mogao izgraditi veći broj hidroelektrana male snage. Procjenjuje se da taj hidroenergetski potencijal iznosi 12% ukupnog hidroenergetskog potencijala velikih vodotoka.Kvalitet hidroenergetskog potencijala u Bosni i Hercegovini je visokog nivoa, pogodan je za izgradnju velikih akumulacija i višenamjensko korišćenje vode.

Ostali potencijalni proizvodni resursi

Projekt energetskog korištenja vjetraProjekt suradnje na studiji iskoristivosti energije vjetra u Hercegovini prezentiran je Agenciji za međunarodnu suradnju AECI i dobiven je pozitivan odgovor o čemu je Generalni koordinator Španjolske Kooperacije za Balkan obavijestila JP "Elektroprivredu HZ Herceg- Bosne" d.d. Mostar. AECI je imenovala International Management Group (IMG) partnerom za provedbu projekta.

Tržište električne energije i gradnja novih objekata

Za gradnju novih proizvodnih objekata značajno je procjeniti potrebe tržišta (BiH i okruženje), prognozirati kretanje cijena, te utvrditi konkurentnost cijena koštanja iz novih objekata u odnosu na tržište i konkurenciju.U svrhu inicijalne analize, neophodno je pripremiti jedan integralni i pojednostavljeni scenario bilansa do 2020. godine koji bi uvažavao sljedeće : BiH, kao i sve ostale zemlje u regiji će u cjelosti preuzeti odredbe direktiva EU o internom tržištu, što znači da će ovakva vrsta prodaje postati dominantna. Cijene se utvrđuju ovisno o vremenu korištenja snage, tako da su povoljnije u slučaju da je to vrijeme veće.

Upravljanje prirodnim resursima u BIH

Postupci vrednovanja bogatstva države moraju da uzmu u obzir i vrijednost prirodnih resursa kao i punu cijenu degradacije okoline. Većina nadležnosti, odnosno odgovornosti za društveni, ekonomski, obrazovni, zdravstveni i industrijski razvoj, kao i korištenje prirodnih resursa zemlje, uključujući i davanje koncesija za eksploataciju prirodnih resursa domaćim ili stranim korisnicima, tj. osnovni faktori kojima se regulira održivi razvoj, su praktično u rukama entiteta, a u Federaciji BiH i dobrim dijelom, sa značajnim uticajem nižih administrativnih jedinica – kantona/županija. Republika Bosna i Hercegovina je, kao sastavna federalna jedinica bivše Jugoslavije, bila, u sklopu strateškog planskog razvoja zemlje, predodređena kao sirovinska i energijska baza privrednog razvoja zemlje, ali i prostor za razvoj bazične i vojne industrije. Srazmjerno veliki hidro i termoenergetski potencijal, velike zalihe uglja i ruda metala, su omogućile proizvodnju: više od polovine tadašnje jugoslovenske proizvodnje uglja, 70% proizvodnje ruda i samih metala željeza, aluminija, olova i cinka, te skoro 50% proizvodnje električne energije. Također, veliki dio hemijske industrije (na bazi azota i klora) bivše Jugoslavije je bio lociran u Bosni i Hercegovini.Dakle intenzivna eksploatacija prirodnih resursa, sa, uglavnom pretežno zastarjelim i visoko zagađujućim tehnologijama i devastacijom okoline, od Države diktiranim (netržišnim) cijenama sirovina i energije, nisu bili perspektivna osnova izbalansiranog razvoja: ekonomija – ekologija, dakle održivog razvoja u Bosni i Hercegovini. U junu 1992. godine, kada je cijeli svijet bio zaokupljen idejom održivog razvoja i Rio konferencijom, BiH je već ulazila u treći mjesec teškog i nametnutog rata, koji je trajao skoro 4 godine. Pet godina kasnije, u vrijeme Rio + 5, BiH je, uz pomoć međunarodne zajednice bila zaokupljena aktivnostima obnove, u ratu devastirane zemlje i njene infrastrukture, te procesom uspostavljanja novog državnog sistema, koji još uvijek traje. Takva situacija je rezultirala činjenicom da BiH nije bila dovoljno uključena u razvijanje ideje i implementaciju održivog razvoja. Ipak i pored teške situacije uzrokovane ratom, BiH se uspjela, kroz nekoliko regionalnih međunarodnih programa, poduzetih od 1997. godine uključiti u proces razvijanja ideje i implementacije održivog razvoja. To su, prije svega, regionalni mediteranski i podunavski programi, kao što su: Mediteranski Akcioni Plan (MAP).

Osnovni oblici biološke i geološke raznolikosti i prirodni resursi

Biološka i geološka raznolikost Biološka raznolikost je fundamentalna komponenta životne sredine te najbolji i najpouzdaniji indikator stanja, trendova i potencijalnih mogućnosti razvoja države Ekološko-biogeografske prilike: Geografski položaj na raskrsnici najrazličitijih bio-geografskih uticaja i puteva i raznovrsnost velikog broja ekološki različitih i mozaično raspoređenih staništa uslovili su veliki specijski diverzitet kako pojedinih dijelova, tako i ukupne teritorije BiH.Relativno veliki broj vrsta je endemičan. Šumski ekosistemi zauzimaju oko 41% površine. Biološka raznolikost: BiH se svrstava u područja sa najvišim stepenom biološke raznolikosti u Evropi. Na osnovu postojećih inventara, jasno je da je bogatstvo životinjskog svijeta BiH izuzetno veliko i da, u poređenju sa bogatstvom vrsta odgovarajućih grupa u okviru Balkanskog poluostrva ili Evrope, predstavlja ne samo nacionalno bogatstvo već i izuzetan razvojni potencijal. BiH je jedna od najbogatijih po raznolikosti domestificiranih divljih vrsta biljaka i životinja u dugoj prošlosti razvoja civilizacija na ovim prostorima.Neke od njih su se toliko odomaćile i adaptirale da predstavljaju zajedno sa divljim oblicima vrijedan dio prirodne baštine BiH.Geološka raznolikost: Sa aspekta geološke raznolikosti BiH predstavlja jedan od najunikatnijih regiona u Evropi. Imajući u vidu površinu zemlje, te broj do sada utvđenih geoloških rariteta, spada u red najraznovrsnijih zemalja u Evropi. Dinamičan reljef, pravac pružanja planinskih masiva, hidrografska mreža, blizina Jadranskog mora, uvjetovali su širok spektar tipova klime. Geološki sastav područja BiH je veoma kompleksan, koje treba sistemskim mjerama održivog razvoja očuvati za buduća pokoljenja. Zemljište Orografski, Bosna i Hercegovina je brdsko-planinska zemlja. Od ukupne površine 5% otpada na ravnice, 24% na brežuljke, 42% na

planine, a 29% zauzima krš. Srednja nadmorska visina iznosi oko 500 m (na obali mora 0 m, a najviši vrhu, na planini Maglić je 2387 m).

Vodni resursi i njihovo korištenje

Bosna i Hercegovina raspolaže sa značajnim vodnim bogatstvom što je jedan od najvažnijih faktora za opšti privredni razvoj većine područja u narednom periodu. Slatkovodni slivovi su ključni resurs u BiH. Na teritorij BiH godišnje padne oko 1250 L/m2 oborina, što, obzirom na povšinu BiH, daje ukupnu zapreminu oborinskih voda od 64.000 miliona m3 vode, odnosno 2.030 m3/s. Sa teritorije BiH otiče 1.155 m3/s ili u prosjeku 57 % od ukupne pale količine vode. Kvalitet površinskih voda je različit od regije do regije. U donjim dijelovima nekih slivova kvalitet voda pripada III klasi , središnji tokovi II a izvorišta I klasi kvaliteta. Posebnu vrijednost kao prirodni resursi imaju izvorišta površinske i podzemne vode.Sve rijeke u BiH su uglavnom niskog kvaliteta jer primaju veliki teret zagađivanja putem neprečišćenih otpadnih voda naselja i industrije. Samo gornji tokovi nekoliko rijeka (Una , Sana, Neretva) imaju uglavnom dobar kvalitet vode. U BiH se nalazi 26 većih ili manjih vodnih akumulacija. Mada je većina izgrađena u svrhu korištenja hidroenergije, od posebnog je značaja uticaj ovih akumulacija na uređenje režima voda (smanjenje poplava i povećanje minimalnih proticaja) kao i obezbjeđenje potrebnih količina vode za vodosnabdjevanje i navodnjavanje. BiH je bogata podzemnim vodama odakle se obezbjeđuje 80-90 % pitke vode.Uzurpacijom i nenamjenskim korištenjem poljoprivrednog zemljišta sadašnjim tempom Bosna i Hercegovina bi za 50 godina ostala bez poljoprivrednog tla.Društveno-ekonomski razvoj Bosne i Hercegovine u mnogome zavisi od ekološki održivog stanja i profitabilnog korištenja resursa u poljoprivredi i šumarstvu.

Razvoj energije i ključnih industrijskih grana u BiH

Sa aspekta intenzivnog korištenja ili uticaja na korištenje energije, kao i uticaja na zagađivanje okoline i održivi razvoj, u BiH su, u periodu posljednjih 20 godina, pa i u znatnoj mjeri i danas, najznačajnije sljedeće industrijske grane:

Energijski resursi i intenzivnost korištenja energije u BiH

Osnovni domaći izvori energije u BiH su ugalj i hidroenergija. Bosna i Hercegovina uvozi zemni gas i naftu. Struktura primarne energije je: ugalj: 56 %, hidroenergija 10 %, tečna goriva 28 % i gas 6 %. U proizvodnji električne energije instalisani kapaciteti termoelektrana i hidroelektrana su u odnosu 49:51, dok je proizvodnja električne energije iz ova dva izvora u odnosu 75:25.Osnovna karakteristika bh. energetike je slaba efikasnost korištenja energije u cijelom životnom ciklusu (od ekstrakcije uglja ili uvoza goriva do konverzije energije u novac ili komfor). Posljedica je vrlo visoka energetska intenzivnost – Bosna i Hercegovina je 1991. godine imala gotovo 2,5 puta veću potrošnju energije po jedinici BDP od nekih drugih jugoslovenskih republika, kao što su Hrvatska i Makedonija. Jedan od razloga visoke energetske intenzivnosti BiH u to vrijeme bio je izvoz električne energije, po niskim cijenama, u neke druge republike bivše Jugoslavije.Ugljevi su mlađi sa visokim sadržajem pepela i sumpora i niskom toplotnom vrijednošću.Procjenjuje se, da su ukupne rezerve uglja u BiH:

a) Mrki ugaj 1.886 miliona tonab) Lignit 3.578 miliona tonaUkupno 5.464 miliona tona.

Postojeće TE u BiH troše prosječno godišnje oko 8 miliona tona uglja odgovarajuće vrste i kvaliteta, koje svakako moraju biti obezbjeđivane do kraja životne dobi postojećih termoelektrana. Dakle, može se zaključiti da u BiH postoje preduslovi za dugoročno snabdijevanje ugljem postojećih termoelektrana i izgradnju novih.Pri tome se mora voditi računa o optimalnom izboru novih kotlova u

TE prema realno raspoloživom kvalitetu i strukturi ugljeva.BiH ne raspolaže sa tipovima ložišta, posebno manje snage (sobne peći) koje bi odgovarale kvalitetu korištenih ugljeva čime se smanjuje stepen korisnosti njihove upotrebe i izaziva zagađivanje produktima nepotpunog sagorijevanja.Termoelektrane na ugalj su veliki emiteri SO2, te tako po specifičnoj emisiji SO2 (po glavi stanovnika) BiH zauzima treće mjesto u Evropi (1990).Iskorišteni hidropotencijal je ispod 40% iskoristivog, što je nisko u poređenju sa drugim evropskim zemljama.

Mogućnost gradnje novih proizvodnih kapaciteta

Projekti povećanja proizvodnih kapaciteta na postojećim lokacijamaU periodu do 2007. godina Elektroprivrede iz Federacije BiH bi trebale potpuno završiti sanaciju, rekonstrukciju i modernizaciju objekata elektroenergetskog sistema i investicione aktivnosti dominantno usmjeriti na nove projekte, uključivo nove proizvodne kapacitete. Projekti rekonstrukcije i modernizacije, te izgradnje objekata elektroenergetskog sektora, biće usmjereni u djelatnost distribucije i proizvodnje.Projekti u djelatnosti proizvodnje električne energije su:

- Projekti završetka rekonstrukcije termo blokova- Projekat završetka rekonstrukcije svih agregata u HE Jablanica- Projekat rekonstrukcije agregata u HE Rama- Projekat rekonstrukcije u HE Jajce,- Projekat rekonstrukcije i modernizacije opreme u CHE Čapljina

Krajnji cilj ovih projekata je produženje životne dobi, poboljšanje pogonske spremnosti, smanjenje troškova proizvodnje, povećanje stepena korisnosti, smanjenje emisije polutanata, osiguranje novih i zamjenskih kapaciteta. Treba napomenuti da u BiH postoji još značajnih ležišta uglja, a koja nisu detaljnije obuhvaćena napred datim pregledima, a to su:U Duvnu i Livnu, na kojima su obrađena dva bloka od po 300 MW i to u varijantama odvojeni blokovi, neposredno uz rudnike i na zajedničkoj lokaciji (obali akumulacije Buško Blato), uz transport uglja jer je ta lokacija na sredini između rudnika Kongora i rudnika Ćaprazlije (Tušnica).U Bugojnu postoje veoma značajne rezerve uglja, na kojima do sada nije razmatrana mogućnost izgradnje termoenergetskih kapaciteta, mada ovo ležište ima veoma zamašne rezerve, koje nisu potpuno istražene i koje se cijene na oko 1,479 miliona tona geoloških rezervi i oko 320 miliona tona bilansnih, odnosno u energetskom smislu oko 3392 PJ ili 267 TWh. Od ovih rezervi cca 100 miliona tona se može otkopati površinskom eksploatacijom i to pod veoma povoljnim uvjetima. Za realizaciju ovog projekta poseban interes je iskazan od strane Srednjobosanskog kantona i lokalne zajednice (općine Bugojno i Gornji Vakuf-Uskoplje).Što se tiče MHE, ovdje je iskorištenost još niža. U BiH je 1991. godine bilo 11 malih HE, čime je bilo iskorišteno 4,4 % snage malih HE, odnosno 5,7 % raspoložive energije. U toku su izrade studija hidroenergetskog potencijala. (Krivaja, Neretvica...)Za koje se stvorene su zakonske pretpostavke za izgradnju privatnih energetskih postrojenja i njihovo uvezivanje u električnu mrežu.Prvi zadatak održivog razvoja energetike BiH je smanjenje energetske i ntenzivnost i u okviru cijelog životnog ciklusa od dobivanja primarne energije, preko procesiranja sirovina i proizvodnje, do konverzije proizvoda i finalnih oblika energije u novac i kvalitet života; ovo uključuje i korištenje otpadne toplote u drugim industrijskim pogonima, kao i u poljoprivredi.Drugi zadatak je povećanje energetske efikasnosti korištenja fosilnih goriva (mala kogeneracija energije, korištenje kondenzacionih kotlova, korištenje toplote dimnih gasova).Treći zadatak je postepeni prelazak na nekonvencionalnih izvora energije (korištenje bio-mase, pasivno korištenje solarne energije, veće korištenje hidro potencijala za male HE).

Industrija željeza i čelika u BiH

Bosna i Herecegovina je bila glavni jugoslovenski proizvođač željeza, a u znatnoj mjeri i čelika. Ova intenzivna proizvodnja je bila zaustavljena ratnim događajima. Danas se, zahvaljujući stranim investicijama (Željezara Zenica), ova proizvodnja obnavlja ?!!! , što ima smisla zbog visokih donjih ograničenja (izgrađeni kapaciteti, osposobljena radna snaga, vrsni stručnjaci u mnogobrojnim djelatnostima).Međutim, istovremeno je prisutno i mišljenje, da je obnavljanje proizvodnje čelika neodrživo, jer ta industrija neće moći da plaća troškove inputa (energije, vode …) čije će cijene stalno rasti.Vlasnici ove željezare stoga zahtijevaju (od države ?!) posebne popuste u cijenama energije i

vode, kako bi mogli da ostvare rentabilnu proizvodnju. Pitanje je gdje se nalazi optimalno rješenje: odustajanje od proizvodnje i zapošljavanja postojećih stručnih radnika, ili održavanje proizvodnje sa nerealno niskim cijenama inputa?!!!!

Industrija aluminija i drugih obojenih metala u BiH

Bosna i Hercegovina je relativno veliki proizvođač glinice i aluminija.Najznačajniji trošak u proizvodnji sirovog aluminija je trošak električne energije. Mada to varira od slučaja do slučaja, za reciklažu starog aluminija (kao sekundarne sirovine) je potrebno 5-10% energije u odnosu na aluminij dobiven iz rude boksita, čime su izrazito niži troškovi proizvodnje sekundarnog (recikliranog) aluminija, nego primarnog.Kada se ovo ima na umu postaje jasno zašto je visoka cijena aluminija na svjetskom tržištu, te da zemlje uvoznici primarnog aluminija postaju rentabilni prerađivači primarnog aluminija i više zarađuju kroz reciklažu nego zemlje proizvođači primarnog aluminija. BiH je značajan izvoznik sirovog aluminija, a zanemarivo male količine se prerađuju u zemlji. Isto tako, vrlo male količine aluminijskog otpada se prerađuju u zemlji; i on se izvozi.Sa stanovišta održivog razvoja BiH oboje je neprihvatljivo.Treba stimulisati razvoj prerađivačke industrije na bazi aluminija, što će povećati potrebe i za sekundarnim aluminijem, a time i za poslovima prikupljanja i reciklaže aluminijskog otpada u samoj zemljiU BiH se nalaze dvije deponije – bazeni crvenog mulja (ostatka rude boksita i proizvodnje glinice). Ove deponije predstavljaju istovremenu opasnost (mogućnost ugrožavanja podzemnih voda ili nesreće u slučaju pucanja brana), a sa druge strane ogromne količine (ca 10 miliona tona) predstavljaju značajan sirovinski potencijal za privređivanje. Postoje u BiH određene inicijative za korištenje crvenog mulja u privredne svrhe.Najznačajniji poslovi, za domaću graditeljsku operativu, su bili, a sad su znatno manji, na području obnove devastiranih stambenih objekata. Međutim, postojeća zakonska regulativa i poreska politika ne po d stiče štednju energije (veće korištenje građevinskih izolacionih materijala, najvećim dijelom moguće domaće proizvodnje i racionalniju izgradnju sistema grijanja i hlađenja).V ećina obnovljenih zgrada energetski je visokozahtijevna .Sadašnji imperativ je što jeftinije doći do krova nad glavom. Postavlja se pitanje da li je to održivo rješenje?! Sigurno nije; takva rješenja daju samo prividne i kratkotrajne efekte-jeftiniju gradnju, ali sa daleko skupljim održavanjem.Da li su te uštede značajne u odnosu na povećani utrošak energije za grijanje u nekoliko narednih godina, i drastičnog umanjenja uslova za stanovanje i življenje, po minimalnim evropskim standardima.Za građevinsku operativu dobar izvor prihoda bi mogao biti sistematsko saniranje toplotnih gubitaka pojedinih naselja u bh. gradovima.Ovaj program bi morao biti, bar prvih godina, finansijski potpomognut od strane države (moguće i od međunarodnih organizacija i fondova, koji podržavaju projekte vezane za smanjenje uticaja na klimatske promjene, te uz povoljne finansijske kredite)Projekat bi kasnije bio ekonomski samoodrživ, ukoliko bi se u nastavak njegovog izvođenja ulagalo 50% ušteđene energije.Ovaj projekat bi mogao biti značajan i sa stanovišta povećanja zaposlenosti, a efekti bi se brzo osjetili.Sanacija toplotnih gubitaka postojećih zgrada je, pored dugoročnih ekonomskih i socijalnih efekata (smanjenje troškova za održavanje-grijanje, podsticaj domaćim proizvođačima građevinskih, posebno izolacionih materijala, povećanje zaposlenosti), a i okolinski je vrlo poželjan. Treba koristiti one vidove korištenja solarne energije, gdje nisu visoke investicijje (pasivno grijanje tople vode i pasivno grijanje prostora). U graditeljskim programima treba podržavati i stimulisati (i poreskom politikom, također) korištenje domaćih materijala, materijala koji ne štete zdravlju i okolini.Ne može se očekivati prelazak energetike i industrije na održive vidove razvoja bez završene privatizacije u ovim sektorima.Međutim, privatizacija nije sama sebi cilj. To je samo jedna komponenta tranzicije.Tranzicija mora biti i tehnološka i okolinska, i to u isto vrijeme. Rijetki su primjeri u BiH koji bi ovo ilustrovali, ali je izvanredan primjer Tvornice cementa Kakanj, gdje je privatizacija obuhvatila tehnološku i okolinsku sanaciju, kao i uvođenje novi, savremeniji, sistem menadžmenta.

ORŽIVI RAZVOJ BIH DRUŠTVA

Održivi razvoj zemlje je skup mjera koje imaju za cilj poboljšanje materijalnog i socijalnog položaja stanovništva. On se postiže legislativnim, edukativnim, podsticajnim i prinudnim (zakonodavnim) mjerama i aktivnostima. Da bi BiH uspostavila održivi razvoj, nužno je da se sagleda demografska slika i struktura njenog stanovništva (starosna, radna, obrazovna i socijalna), kako bi se mogla kreirati adekvatna strategija i program uspostavljanja održivog razvoja. Zbog toga su ideje održivog razvoja i poruke Skupa o Zemlji poznate su samo malom broju građana, uključujući i stručnjake. Veliki broj međunarodnih organizacija, kroz posebne programe i tekuću aktivnost, podržavaju oporavak i razvoj Bosne i Hercegovine. Međutim domaće vlasti (na nivou države, sa ograničenim potencijalom i ingerencijama) uz nedovoljnu međuentitesku saradnju, ne postoji konzistentni strateški okvir oporavka i razvoja, čak ni filozofija koja bi pomirila konflikte. Međunarodna zajednica (Evropska Unija, Svjetska Banka, programi nekih drugih zemalja) u posljednje dvije godine organizovano uvode u praksu BiH zaštitu okoline, ali ne i održivi razvoj.

Analiza održivosti razvoja BiH

Uzroci trenutnog niskog ekonomskog potencijala velikog broja ljudi koji žive u ili na granici siromaštva u Bosni i Hercegovini, pokazano je, vrlo su kompleksni. U takvim uslovima postavlja se pitanje da li treba prvo rješavati ekonomske probleme, pa onda okolinske?!!!Izgleda da većina u BiH tako misli (domaće vlasti i međunarodne organizacije). Međutim, nije teško pokazati da su uzroci siromaštva i uzroci okolinske degradacije, dijelom zajednički – pretjerana potrošnja resursa.Posebna analiza održivosti razvoja na primjeru energetike – generatora ekonomskog razvoja i glavnog krivca okolinskih uticaja za zemlje EEK UN (UNECE) pokazala je da je neracionalna potrošnja resursa, karakteristična za prethodni period društvenog razvoja (1945 – 1990), pojačana politikom ex-Jugoslavije prema BiH, dovela je do slabljenja ekonomske snage BiH i njenih građana, i istovremeno do pretjeranog iscrpljivanja resursa i zagađivanja okoline. Stoga bi upravo djelovanje u pravcu zaštite okoline, trebalo da doprinese ekonomskom razvoju (štednja energije, reciklaža otpada, sanacija u cilju smanjenja bolesti i ograničenja lokalnog zagađivanja zraka itd.) i povećanju ekonomske snage države.Šta je usko grlo za uvođenje održivog razvoja u BiH? Neznanje.Prethodna Jugoslavija je zaostajala u znanjima vezanim za okolinu, u odnosu na savremeni svijet. BiH je zaostajala u znanju za razvijenim republikama u Jugoslovenskim uslovima (Hrvatska, Slovenija, Srbija), a u vrijeme Rio konferencije u BiH je bjesnio rat.Održivi razvoj se ne može uvesti odjednom. Mora postojati određeni redoslijed.Stohastičko uvođenje čišće proizvodnje, eko-menadžmenta, održive poljoprivrede, neće dati rezultat. Sistemi menadžmenta u BH uslijed tri udara (raspad socijalizma, raspad Jugoslavije i rat) su toliko razoreni da se ne može govoriti o korekcijama razvoja, nego samo o imperativnom uvođenju novog tipa razvoja. Stoga je BiH, koliko god da je danas nestabilna, i na izgled neperspektivna, ukoliko bi postojale koordinirane akcije, mogla biti pogodno mjesto za uvođenje principa održivog razvoja.

Izgradnja i tehnološki razvoj

Prethodno razdoblje moglo bi se prema političkim dogovorima i mjerama na međunarodnom i nacionalnom nivou, te medijskim i drugim aktivnostima - nazvati razdobljem afirmiranja i promocije

zaštite okoliša, obnovljivih izvora i energetske efikasnosti. Kyoto protokol je postao simbol

organiziranog odnosa država u zaštiti okoliša i crta razgraničenja odgovornog od neodgovornog ponašanja prema okolišu.Međutim, izgradnja i struktura novih izvora pokazuje da je za sada Kyoto protokol samo potencijalna prilika.

Izgradnja velikih elektrana

U izgradnji velikih elektrana ugalj je zadržao svoju poziciju, a korištenje plina je poraslo gotovo dvostruko u odnosu na prosjek porasta svih drugih energenata za proizvodnju električne energije. Izgradnja termoelektrana na mazut postala je prošlost i može se reći da je ta tehnologija napuštena.Nuklearke su imale rast, ali znatno ispod prosjeka.Kod hidroelektrana:poboljšanja stepena korisnosti,

značajniji rast kapaciteta u centralnoj i južnoj Americi. Termoelektrane na ugalj: povećanje stepena

korisnosti i veće instalirane snage,učinkovito otklanjanje SO2 i pilot projekti smanjenja emisija CO2,značajan rast kapaciteta posebno u Kini i Indiji. Termoelektrane na plin: povećanje stepena korisnosti,značajan rast kapaciteta. Nuklearne elektrane produljenje životnog vijeka (60 godina), povećanje jedinične snage, evolucijska poboljšanja i radikalne izmjene u dizajnu i konfiguraciji postojećih tehnologija, nekoliko inicijativa razvoja novih reaktora (GIF, INPRO, ITER).Važno pitanje proteklog razdoblja, koje će biti prisutno i u budućnosti, je prihvatljivost izgradnje elektrana na pojedinim lokacijama ili područjima. To se u pravilu odnosi na nuklearne elektrane, a također i na elektrane na ugljen.

Obnovljivi izvori energije

U proteklom razdoblju pokrenuta je vrlo agresivna promocija izgradnje i korištenja obnovljivih izvora energije. Korištenje vjetra u proizvodnji električne energije postala je energetska realnost i izgrađeni su značajni kapaciteti. Pokazalo se da je tehnološki napredak u uskoj korelaciji s mogućnošću komercijalnog korištenja, što je rezultiralo povećanjem instaliranih snaga, smanjenjem buke i smanjenjem troškova kod vjetroBez obzira što se radi o hidrometeorološkim pojavama ili klimatskim karakteristikama uvjetovanim izvorima male gustoće energije ili malog energetskog potencijala u određenim tehnologijama i visoko uloženom energijom za proizvodnju goriva, uređaja ili postrojenja, trendovi korištenju obnovljivih izvora su optimistični i njihova uloga će rasti u narednom razdoblju.elektrana.Po pojedinim obnovljivim izvorima u prethodnom razdoblju ostvareno je:Vjetarpovećanje jediničnih snaga i smanjenje investicijskih troškova,visoki porast izgradnje.Prema dosadašnjim istraživanjima mogucnosti korištenja vjetropotencijala u proizvodnji elektricne energije koja su provedena na dvadeset lokacija i za koje su uradene studije izvodljivosti i kontinuirano se vrši mjerenje utvrdeni su znacajni potencijali koji, prema rezultatima studija daju godišnju proizvodnju od preko 1621 GWh elektricne energije.Biomasaprimjena u proizvodnji električne energije, topline i u saobraćaju,ostvaren tehnološki napredak.Sunceprirast ugradnje kolektor po prosječnoj godišnjoj stopi od 13%, a sunčanih ćelija od 27%,dominanta tehnologija silicij (93,7%).Geotermalna energijaporast kapaciteta u proteklom razdoblju od 44%; proizvodnje električne energije 48%,toplinskih kapaciteta 76%, proizvodnje topline 70%.Male hidroelektranestalni porast proizvodnje,mali pomaci u tehnološkom razvojuS obzirom na visoku cijenu korištenja energije iz obnovljivih izvora njihova implementacija ovisi o administrativnoj potpori i poticajnim sredstvima. Obnovljivi izvori otvaraju pitanje realne cijene zaštite okoliša, kao objektivnog troška kojeg je potrebno ukalkulirati u sve tehnologije proizvodnje, transformacije i korištenja energije. Finansijska i administrativna potpora nužan su preduslov za povećano korištenje obnovljivih izvora.

Nove tehnologije

Od novih tehnologija važno je spomenuti vodik, koji je u protekom razdoblju doživio značajnu tehnološku zainteresiranost za razvoj i pomalo usporavanje u posljednjimgodinama.Glavni pravci razvoja proizvodnje vodika usmjereni su: Fosilna goriva – reformiranje prirodnog plina, rasplinjavanje uglja, nepotpuna oksidacija naftnih derivata, Elektroliza vode korištenjem OIE – solarna PV, solarna termalna, hidro, geotermalna energija, itd.Termo-hemijska proizvodnja – dekompozicija vode u kemijskim reakcijama s toplinomNuklearna energija – elektroliza i dekompozicija vodeBiološki sistemi – rasplinjavanje biomase, biofotoliza algi.

Novi objekti čija se izgradnja predlaže do 2020/30

Za razdoblje do 2020 temeljem strukture potrošnje i rasta potrošnje u prostoru balansne odgovornosti JP EP HZ HB sacinjena je prognoza potrošnje s parametrima porasta potrošnje od 3,24% kod potrošaca u balansnoj odgovornosti JP EP HZ HB, a sa stopom porasta od 4,43% kod potrošaca u balansnoj odgovornosti JP EP BiH. Stopa porasta potrošnje za nivo Federacije Bosne i Hercegovine u razmatranom razdoblju iznosi 4%. Ovaj pristup odgovara i referentnim scenarijima prognoze potrošnje za Bosnu i Hercegovinu koji je uraden od strane renomirane konzultantske tvrtke PwC.Sigurnost opskrbe ne ovisi samo ili iskljucivo od sigurnosti pojedinih izvora, nego od uravnoteženosti energetskog tržišta i mogucnosti zamjene jednog izvora drugim odnosno od drugih instrumenata poput energetske efikasnosti. Razvoj tržišta energije i s tim u svezi odgovarajuceg zakonodavstva iz oblasti ekonomije i zaštite okoliša dovode do napetosti medju subjektima u tim tranzicijskim procesima pocevši od administracije do svih sudionika na tržištu energije.U cilju poželjnog proširenja spektra primarnih izvora energije za transformaciju u elektricnu,kao i radi postizanja bolje pogonske fleksibilnosti EES , ali i postizanja drugih korisnih efekata u energetskom sustavu BiH/ FBiH opcenito, pri cemu narocito u sektoru prirodnog gasa. preporucuje se izrada studije izvodivosti za gradnju jednog bloka sa kombiniranim ciklusom gasne i parne turbine (CCGT) na prirodni gas u TE Kakanj.Odredene predstudije u tom pravcu su vec uradjene, kao i detaljan toplotni proracun jedne varijante takvoga bloka u TE Kakanj, snage 100 MW.BiH troši gotovo 40% manje energije od prosjeka zemalja Jugoistocne Evrope, tri puta manje od prosjeka 25 država EU i gotovo 40% manje od svjetskog prosjeka; BiH koristi 25% manje elektricne energije od prosjeka zemalja Jugoistocne Evrope, 2 i po puta manje od prosjeka 25 država EU i za 30% manje od svjetskog prosjeka BiH, kao i ostale zemlje Jugoistocne Evrope troši veliku kolicinu energije po jedinici društvenog proizvoda, gotovo 5 puta više od 25 država Evropske unije i 2 i po puta više od prosjeka svijeta.

Parni kotlovi

Tendencija prilagođavanja inžinjerskih rješenja parnih kotlova i kotlovskih postrojenja uslovima koje u posljednje vrijeme diktiraju vrsta i kvalitet raspoloživih goriva za sagorijevanje u kotlovima,predstavlja danas izazov za svaki tim inžinjera koji se ovom problematikom bavi u sredinama koje do sada nemaju razvijenu kotlogradnju,a poseban stimulans za buduće mlade inzinjere da se u toku studija posvete izučavanju procesa koji se odigravaju u kotlovima,načinu komponovanja kotlovskog postrojenja,i vještinama njihove racionalne eksplatacije.Zadatak pri izboru i nabavci kotlovskog postrojenja nije ništa manje odgovoran od konstrukcije i projektovanja parnog kotla.U prilog tome neka ide saznanje o čestim rekonstrukcijama kotlova sa svrhom njihove što racionalnije eksploatacije,kao i prilagođavanje novih konstrukcija sa iskustvima stečenim pri radu sa jedinicama istog proizvođača na jednom lokalitetu,praksa kod nas.Konačno poznavanje kotlovskih procesa i konstrukcija kotlovskih elemenata predstavnja neophodan osnov za racionalnu eksploataciju kotlovskih postrojenja,a time i što dugotrajnije korištenje naših raspoloživih rezervi fosilnog goriva.Parni kotao je uređaj koji prilikom sagorijevanja goriva vodu pretvara u vodenu paru.Da bi služio namjeni pritisak pare u kotlu mora biti veći od atmosferskog.Tako dobijena para predstavlja potencijalnu energiju,čija je veličina određena pritiskom i temperaturom,te sluzi za pokretanje parnih strojeva,za zagrijavanje i sl.Konstrukcija parnog kotla dosta je jednostavna.U osnovi,parni kotao se

sastoji od ložišta,u kojem se vrši sagorijevanje i parnog kotla (zatvorene posude) u kojem se vrši isparavanje.U svim kotlovskim elementima se dešavaju složeni procesi prenosa toplote i mase, tako da su naučne oblasti čijim se rezultatima koristi u proučavanju kotlova prvenstveno:termodinamika sa prenosom topline,mehanika fluida sa gasodinamikom, zatim nauka o čvrstoći.U kotlovima su zastupljena sva tri vida prenosa topline: provođenje (kondukcija) toplote, prelaz (konvekcija) toplote i zračenje.Osnovni parametri prema kojima se mogu klasificirati kotlovi su:-namjena-kapacitet-radni pritisak-vrsta goriva-sistem sagorijevanja-historijski razvoj-proizvod kotla itd.Razvoj kotlogradnje počinje sasvim malim jedinicama sa snagom od nekoliko KW,a danas se grade jedinice snage do 4000 W.Ilustracije radi pokažimo da je produkcija pare ovakvog kotla 1000 kg/s pare, a potrošnja uglja donje toplotne moći,tj voda u produktima se nalazi u parnom stanju, iznosi 500kg/s.Prvo gorivo koje se upotrebljavalo u kotlovima bilo je drvo, da bi se neposredno nakon industrijske revolucije prešlo na ugalj.Krajem 50 godina se kao gorivo počinju koristiti i nafta te njene prerađevine,pa sve do nuklearne energije.Početkom 70 godina, spoznajom kako je nafta mnogo korisnija u druge svrhe, ponovno do izražaja dolazi ugalj kao jedan od osnovnih goriva.Ova činjenica ima poseban značaj za našu zemlju.

Vrste parnih kotlova

Prema veličini pritiska vodene pare razlikujemo:parne kotlove niskog pritiska do 16 barparne kotlove srednjeg pritiska do 60 barparne kotlove visokog pritiska do 225 barPrema vrsti vodene pare koju proizvode,kotlovi se dijele na: kotlove sa zasićenom paromkotlove sa pregrijanom paromPrema konstrukciji parni kotlovi se mogu podijeliti na: kotlove sa velikim sadržajem vode,u kojima se po jednom kvadratnom metru površine kotla na jedan sat proizvodi 15-20 kg vodene pare (vertikalni kotlovi,kotlovi sa plamenikom i vodogrejnim cijevima,kombinovani kotlovi,lokomotivski i brodski kotlovi).Kotlovi sa malim sadržajem vode-sekcioni kotlovi, u kojima se po jednom metru kvadratnom površine kotla za 1 sat proizvodi 15-100 kg vodene pare (kotlovi sa nagnutim vodogrejnim cijevima,kotlovi sa strmim vodogrejnim cijevima i kotlovi specijalne konstrukcije u kojima proizvodnja vodene pare dostiže čak i do 250kg po kvadratnom metru površine kotla.

Osnovne karakteristike parnog kotla

Parni kotao karakterišu tri veličine i to:-toplotno opterećenje grejne površine (kolicina vodene pare koja se dobije sa 1 kvadratnog metra grejne povrsine.)-opterecenje resetke gorivom (kolicina cvrstog goriva u kg koja na 1 metar povrsine resetke sagori potpuno za 1 sat.)-toplotno opterecenje lozisnog prostora (broj kilogram kalorija koji se dobija po 1 metru kubnom lozisnog prostora u vremenu od 1 sata prilikom sagorijevanja nekog goriva.

Toplotna moć goriva

Toplotna moć goriva je ona količina toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorijevanju 1kg za čvrsta ili tečna goriva ili jedinca zapremine Nm kubni za gasovita goriva pri čemu se nastali produkti

sagorijevanja moraju ohladiti na početnu temperaturu prije sagorijevanja,odnosno da se voda u produktima sagorijevanja nalazi u parnom stanju.Gornja toplotna moć-Hg je ona količina toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorijevanju 1 kg goriva,pri čemu se produkti sagorijevanja moraju ohladiti na sobnu temperaturu. Donja toplotna moć-Hd je ona količina toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorijevanju 1 kg goriva pod uslovom da se voda u produktima sagorijevanja nalazi u parnom stanju.Donja toplotna moć je manja od gornje za količinu toplote potrebnu da se vlaga i voda nastale pri sagorijevanju pretvore u parno stanje.

Ložišta parnih kotlova

Ložište mora da zadovolji dva osnovna uslova: da se njemu ostvari što potpunija transformacija hemijske energije goriva u toplotnu energiju produkata sagorijevanja i da se produkti sagorijevanja ohlade do temperature sa kojom oni mogu da se uvedu u konvektivne grejne površine. Pored toga ložište mora da bude koncipirano tako da se u mogućoj mjeri spriječi prljanje grejnih površina, tj., da se onemogući stvaranje čvrstih naslaga šljake, da se u njemu ostvaruje što ravnomjernije toplotno opterećenje ekranskih površina, da se postigne što ravnomjernije temperatursko polje na izlazu (ispred cijevne rešetke), da se omogući odvijanje procesa sagorijevanja sa što manjim viškom vazduha itd.Za sva ložišta su, bez obzira na njihovu veličinu, vrstu goriva i uređaje za sagorijevanje, karakteristični ekranski zidovi. Sagorijevanje uglja u sloju predstavlja najstariji način sagorijevanja gorivakoji se organizuje na uređajima za sagorijevanje, tzv. rešetkama, raznovrsnih koncepcija.Svi načini sagorijevanja u sloju se, prema smjerovima dovođenja goriva i vazduha na rešetku, svode na pet šema i to suprotna šema, kod koje se gorivo dovodi odozgo, a vazduh odozdo;horizontalna unakrsna šema, sa dovođenjem goriva sa strane a vazduha odozdo;vertikalna unakrsna šema, kod koje se gorivo dovodi odozgo a vazduh sa strane;paralelna šema sa dovođenjem odozdo i goriva i vazduha;obrnuta paralelna šema sa dovođenjem goriva i vazduha odozgo;Sagorijevanje uglja u lebdećem sloju na izvjestan način predstavlja prelazni proces između sagorijevanja u sloju i sagorijevanja u letu.

LOŽIŠTA ZA TEČNA I GASOVITA GORIVA

Sagorijevanje tečnih i gasovitih goriva je heterogen proces koji se odvija u više faza. U procesau sagorijevanja, kapljica raspršenog tečnog goriva prolazi kroz sljedeće faze: miješanje sa vazduhom, zagrijavanje i isparavanje, termičko razlaganje, obrazovanje gasne faze, paljenje i sagorijevanje.Da bi se proces sagorijevanja odvijao uz što manje gubitke, neophodno je da se omogući brzo i efikasno miješanje kapljica goriva sa vazduhom, što finije raspršivanje radi povećanja aktivne površine i dovođenje zagrijanog vazduha sa čto većim impulsom u korijen plamena.Raspršivanje tečnog goriva bitno utiče na brzinu i kvalitet procesa sagorijevanja. Zbog toga treba težiti da kapljice goriva budu što sitnije i što jednorodnije.

Uređaji za pripremu goriva

Priprema uglja se vrši izvan kotla u posebnim postrojenjima. Čitav sklop procesa i uređaja za pripremu uglja naziva se sistemom za pripremu ugljenog praha.U postrojenjima za pripremu ugljenog praha odvijaju se sljedeći procesi:mljevenje uglja,sušenje uglja,habanje radnih elemenata postrojenja.Mljevenje uglja se vrši u mlinovima. Ugljeni prah predstavlja fini polidisperzni materijal sa najsitnijim dimenzijama čestica. Kvalitet ugljenog praha je zasnovan na sljedećim veličinama:finoća mljevenja ili ,granulometrijska struktura,Površina,Vlažnost,opasnost od eksplozije,transportna svojstva,gustoća.

Postrojenja za pripremu ugljenog praha

Sistemi za pripremu ugljenog praha dijele se na centralne i individualne. Kod centralnih sistema se priprema ugljenog praha vrši izvan kotlovskog postrojenja, u posebnom pogonu, u kome se vrši mljevenje i sušenje uglja, pa se ugljeni prah transportuje u kotao.Kod individualnog sistema, priprema

ugljenog praha se vrši u okviru kotlovskog postrojenja u posebnim uređajima (mlinovima). Ukoliko se usitnjeni prah uduvava neposredno u ložište, onda se radi o individualnom sistemu sa direktnim uduvavanjem, a ako se ugljeni prah deponuje u posebnom bunkeru iz kog se dovodi u ložište, onda se radi o individualnom međubunkerskom sistemu.Brzohodni mlinovi. Za brzohodne mlinove je karakteristično da se proces mljevenja odvija uglavnom sudarom. Predstavnici ovih mlinova su mlinovi čekićari i ventilatorski mlinovi.Mlinovi čekićari. Zahvaljujući svojoj jednostavnosti konstrukcije, sigurnosti i ekonomičnosti zauzimaju vodeće mjesto među mlinovima za mljevenje mrkih ugljeva.Ventilatorski mlinovi. Oni su pogodni za mljevenje vlažnih ugljeva, kakvi su ligniti, pa se zbog toga isključivo oni koriste udomaćim postrojenjima. Slični su radijalnim ventilatorima, s tim što su im elementi koji učestvuju u procesu mljevenja ojačani .

Gorionici za ugljeni prah

Gorionici u konstruktivnom smislu predstavljaju jednostavne elemente mlinskog postrojenja, ali je njihov značaj presudan za ostvarivanje stabilnog i što potpunijeg sagorijevanja. Gorionik treba da omogući brzo paljenje ugljenog praha u što širem području, da obezbijedi stabilnost plamena, da ostvari dovod toplote u korijen plamena i da izvrši intenzivno miješanje aerosmješe sa sekundarnim vazduhom.Za sagorijevanje ugljenog praha koriste se dva tipa gorionika: vrtložni (industrijski kotlovi) i mlazni (energetski kotlovi) gorionici.

Osnovna oprema termoelektrane

To su glavni pogonski strojevi za proizvodnju električne energije, a, prije svega, tu su: parne turbine, plinske turbine i parni kotlovi. U manjim elektranama ponegdje se primjenjuju motori SUS (dizel), naročito kao lokalni rezervni agregati koji se stavljaju automatski u pogon kod nestašice struje u javnoj mreži.Danas u javnim termoelektranama kao pogonski agregat dominira isključivo parna turbina. Njene su prednosti: velika jedinična snaga, uz visoke parametre svježe pare (170 bar i 565°C), te visoka sigurnost pogona, pa može biti u neprekidnom radu s maksimalnom snagom u trajanju od nekoliko hiljada sati.Veliki broj obrtaja turbine omogućava njen direktan spoj sa električnim generatorom odgovarajuće snage, a čitav agregat radi sa visokom ravnomjernošću hoda, čime se osigurava besprekoran paralelni pogon ovog turboagregata sa drugim sličnim agregatima na zajedničku mrežu dotičnog energetskog područja. Za pogon termoelektrane sa parnim turbinama mogu se koristiti čvrsta goriva i nižih toplotnih moći, ili koje drugo raspoloživo energetsko gorivo za sagorijevanje u parnim kotlovima.U nedostatke termoelektrane sa parnom turbinom spada relativno dugo trajanje stavljanja turbine u pogon (nakon stajanja zbog remonta ili sl.), te velike količine vode potrebne za hlađenje kondenzatora. Savremene termoelektrane sa visokim parametrima svježe pare zahtijevaju besprijekornu vodu za napajanje kotlova, tako da problem pripreme vode, naročito u toplanama sa znatnim gubitkom kondenzata predatog industrijskim potrošačima, zahtijeva naročitu pažnju, jer od toga ovisi sigurnost pogona dotične elektrane, odnosno toplane.U termoelektranama se kao pogonski stroj susreće i plinska turbina. Takve su naročito pogodne za pogon vršnih i rezervnih elektrana, jer mogu biti stavljene u pogon za 15 ÷ 20 min. Maksimalna jedinična snaga GT kod ulazne temperature gasova od 650°C iznosi 27 [MW], a kod ulazne temperature gasova od 750°C oko 15 [MW].Pri povećanju temperature spoljnog vazduha i rashladne vode, smanjuje se i stepen iskorištenja i snaga turbine, a smanjenje opterećenja turbine smanjuje i stepen iskorištenja i povećava potrošnju toplote. Iz tih razloga se da zaključiti da je plinske turbine preporučljivo upotrebljavati samo kao dopunske i vršne agregate i to s konstantnim, pretežno maksimalnim opterećenjem.U prvom slučaju iskorištenje otpadne toplote gasnih turbina vrši se odvodom izlaznih vrelih gasova plinske turbine u kotao utilizator. Para proizvedena u ovom kotlu, eventualno uz njeno dopunsko pregrijavanje, može služiti za pogon parne turbine, koja se u tom slučaju postavlja uz plinsku turbinu.Uz parnu turbinu važnu ulogu igra parni kotao koji sa turbinom predstavlja jedan zajednički blok. Parni kotao sastoji se od sljedećih osnovnih elemenata: isparivača ili kotla u užem smislu, u kojem prijemnik toplote (voda) isparava,pregrijača pare u kojem se para isparena u isparivaču pregrijava,zagrijača vode u kojem se prijemnik toplote zagrijava do temperature bliske temperaturi zasićenja i

zagrijača zraka u kojem se zrak zagrijava prije ulaska u ložište.Gledajući sa strane predajnika toplote, dimnih plinova, svi se osnovni elementi nalaze u dva osnovna prostora:ložištu i dimnim kanalima.U ložištu, u kojem je dominantan prenos topline zračenjem,smješteni su obično isparivač i ozračeni pregrijač, a u dimnim kanalima smješteni su konvektivni pregrijači pare, zagrijač vode i zagrijač zraka.Pojedine vrste kotlova nemaju sve osnovne elemente. Takvi su na primjer, toplovodni kotlovi i vrelovodni kotlovi koji uopće nemaju isparivača, kotlovi na tečno ili gasovito gorivo koji obično nemaju zagrijač zraka, ili kotlovi utilizatori koji uopće nemaju ložište.U pregrijačima pare isparena voda iz isparivača pregrijava se do temperature pregrijanja pri konstantanom pritisku – uz gubitke strujanja koji nisu veliki. Pri porastu temperature gustoća pare opada zbog čega brzina pare u pregrijaču raste od ulaza ka izlazu pare.Prema dominantnom vidu izmjene topline pregrijače pare možemo podijeliti na:konvektivne,poluozračene iozračene.Zavisno od njihovog karaktera imaju različitu konstrukciju. Kod konvektivnih pregrijača cijevi su malog prečnika, gusto raspoređene u dimnom kanalu, dok se ozračeni pregrijači sastoje od cijevi većeg prečnika i većim međuprostorom između njih. Temperature pregrijanja su za feritne cijevi do 540 [°C], dok su za austenitne cijevi do 650 [°C]. Cijevi pregrijača obično su skupljene u sabirnike u koje preko prestrujnih cijevi iz isparivača dolazi para, ili iz kojih se para evakuiše iz kotla. Sabirnici su obično izolovani ili se nalaze izvan kotla, tako da se mogu raditi i od manje legiranih čelika.Sa aspekta prolaza topline suprotnosmjerna izvedba pregrijača pare povoljnija je zbog stalnog povećanja brzine pare, a time i koeficijenta prolaza topline po putu pare.Međutim, istosmjerna izvedba omogućuje sigurniji rad pregrijača, jer je kod takvog pregrijača para najviše temperature u zoni hladnijih produkata sagorijevanja. Tako se izlazni stepeni pregrijača ili visoko opterećeni ozračeni pregrijači mahom izvode istosmjerno.U konvektivnim pregrijačima se toplina u većem dijelu, ili potpuno, prenosi konvekcijom. Konvektivni pregrijači izrađeni su od zmijasto raspoređenih cijevi, kao viseća ili ležeća izvedba. U ozračenom pregrijaču toplina se sa produkata sagorijevanja uglavnom prenosi zračenjem, te je i njihova konstrukcija podređena tome. Izvedba im može biti zavjesna, pregradna ili ekranska.Zagrijač vode ( ekonomajzer ) je naknadna konvektivna kotlovska ogrevna površina sa zadatkom da povisi temperaturu vode na ulazu u isparivač nešto ispod, ili sve do temperature isparavnja na pritisku kotla, pa i da se kod nekih izvedbi u njemu jedan dio vode i ispari. Drugi zadatak zagrijača vode je da je što više moguće snizi temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz kotla, ako je zagrijač vode posljednja ogrevna površina u kotlu.Za kotlove viših pritisaka, zagrijač vode je neophodan element za snižavanje temperature produkata sagorijevanja na izlazu iz kotla, jer je temperatura zasićenja za takve kotlove nerijetko do 270 [°C], što bi uz neophodnu temperaturnu razlikzu, dovelo do temperature produkata sagorijevanja na izlazu iz kotla sve do 350 [°C]. Za kotlove nižeg pritiska, kod kojih je temperatura isparavanja niža od 180 [°C], zagrijač vode nije neophodan.Kod kotlova termoenergetskih blokova, s obzirom na njihov termički koeficijent iskorištenja, napojna voda na ulazu u kotao je regenerativnim zagrijavanjem dovedena na relativno visoku temperaturu, tako da zagrijač vode kao posljednja ogrevna površina nije u mogućnosti da snizi temperaturu produkata sagorijevanja na željenu mjeru, pa kod takvih kotlova zagrijač vode ne može biti posljednja ogrevna površina. Tu ulogu tada vrši zagrijač zraka.Po konstruktivnoj izvedbi, zagrijači vode su sa glatkim cijevima za kotlove višeg pritiska, ili sa vanjske strane orebrenim, obično livenim cijevima. U kotlu su obično postavljeni horizontalno sa poprečnim nastrujavanjem produkata sagorijevanja. Cijevi su postavljene u koridornom poretku, ili kod kotlova koji rade sa gorivima koja nisu sklona zaprljanju ogrevnih površina, u šahovskom rasporedu. Strujanje vode u zagrijačima vode gotovo obavezno je prostrujavanjem na račun napora napojne pumpe. Strujanje vode može biti odozgo dole ili, što je češće odozdo gore.Zagrijač zraka je konvektivna kotlovska ogrevna površina, redovno na kraju puta produkata sagorijevanja u kojima se na račun produkata sagorijevanja zagrijava zrak potreban za sagorijevanje. Povišena temperatura zraka u ložištu ostvaruje prednosti prilikom sagorijevanja koje se očituju u bržem sušenju goriva, burnijem sagorijevanju i intezivnijem prenosu toplote zračenjem u kotlovskom ložištu.Prema načinu izmjene topline, zagrijači zraka mogu se podijeliti na:rekuperatorske, kod kojih ogrevna površina dijeli prijemnik i predajnik toplote i igra ulogu posrednika, kao kod cijevnih i pločastih zagrijača zraka iregeneratorske, kod kojih se ogrevna površina naizmjenično opstrujava produktima sagorijevanja – kada se grije i zrakom – kada se hladi, kao kod rotacionih zagrijača zraka.

Osim navedenih osnovnih kotlovskih elemenata, kotlovsko postrojenje čini i niz dodatnih elemenata bez kojih kotao nebi mogao raditi sigurno, efikasno i ekonomično, i takvi dodatni elementi se jednim imenom nazivaju opremom kotla. To su:uređaji za napajanje i evakuaciju kotla,uređaji za ventilaciju kotla,uređaji za upravljanje procesima u kotlu,uređaji za snabdijevanje gorivom.Jedinični učinak savremenih parnih kotlova kreće se oko 1000 [t/h] kod parametara svježe pare do 300 [bar] i 650 [°C]. Dosta visok stepen iskorištenja savremenih parnih kotlova (87 ÷ 90%, odnosno 91 ÷ 93%) omogućava postizanje relativno povoljnijeg ukupnog termičkog stepena iskorištenja termoelektrane, što u kondenzacionom pogonu dostiže 35 ÷ 41%.U toplanama sa čisto protutlačnim pogonom 75 ÷ 85%, a u kombinovanom protutlačno-kondenzacionom pogonu 40 ÷ 60%.Ekvivalentna potrošnja topline, računajući na kotlu kod takvih stepeni iskorištenja za l [kWh] proizveden na pragu elektrane, iznosi:u kondenzacionom pogonu 8800 ÷ 10300 [kJ/kWh],u čisto protutlačnom pogonu 4230 ÷ 4800 [kJ/kWh],u kombinovanom pogonu javnih toplana 6000 ÷ 9000 [kJ/kWh], što se smatra niskom potrošnjom topline za jedinicu proizvedene energije.

Energetske karakteristike elektrane Dijagrami opterećenja elektrane

PROIZVODNJA   Transformacija

Energetika je nauka o energiji i o tehničkom korišćenju izvora energija i kao takva proučava proizvodnju i potrošnju električne energije.Iako se zapravo ne upotrebljava neposredno,već se prethodno transformiše u toplotnu,mehaničkuhemijsku ili svjetlosnu energiju,električna energija se zbog svoje rasprostranjenosti na različite kategorije korisnika u nekim podjelama ipak ubraja u korisnu energiju.Potrošači koriste energiju u jednom od sljedećih oblika: toplotna, mehanička, hemijska i svjetlosna energija.Toplotna energija se najčešće prenosi putem nosilaca toplotne energije (voda, para, produkti sagorevanja) ili električne energije. Ukoliko se kao nosilac toplote koristi fluid, potreban je izmjenjivač toplote da bi se izvršila izmjena toplote u prostoriji ili uređaju. Električna energija se u otpornim i indukcionim pećima i uređajima direktno pretvara u toplotnu energiju.Mehaničku energiju ostvarujemo bilo putem korištenja električne energije (električni motori) ili sagorijevanjem goriva u motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem, gasnim turbinama i motorima sa spoljnim sagorijevanjem.Za dobijanje hemijske energije služi koks, električna energija ili oba zajedno, a koristi se u redukcionim pećima koje se baziraju na hemijskim procesima. U poslednje vrijeme za te potrebe se

koriste prirodni gas i ulje za loženje umesto koksa. Za snabdijevanje potrošača svjetlosnom

energijom danas se koristi samo električna energija, mada su istorijski gledano značaj imali petrolej I gradski gas.

Osnovni pojmovi elektroenergetskog sistema

Elektroenergetski sistem (EES) je tehnički sistem čiji je osnovni zadatak da osigura kvalitetnu isporuku električne energije uz minimalne troškove u EES.Tehnološki proces u EES sastoji se iz četri faze:

obezbeđivanje dovoljnih količina primarnih oblika energije, proizvodnja električne energije, prenos I distribucija (raspodjela) električne energije do konačnih potroašača, potrošnja električne energije.

Elektroenergetski sistemi obuhvataju područja jedne ili više država pa se i upravljanje EES vrši iz više centara. PROIZVODNJA obuhvata sve izvore električne energije (hidroelektrane- HE, termoelektrane - TE, nuklearne elektrane - NE i industrijske energane). PRENOS obuhvata prenosnu mrežu, koja se sastoji od nadzemnih vodova (dalekovodi), kablovskih vodova i interkonektivnih transformatora, koji povezuju mreže različitih naponskih nivoa. DISTRIBUCIJA obuhvata distributivne mreže i distributivne transformatore.Naponski nivoi koji se koriste u distribuciji su niži od naponskih nivoa koji se koriste u prenosu električne energije. Tako se u našem EES u prenosu koriste naponski nivoi 380(400)kV, 220kV i 110kV a u distribuciji 110kV,35kV, 20kV i 10kV, a u velikim industrijskim pogonima i naponski nivo od 6kV.Za svaki EES postoji glavni CENTAR UPRAVLJANJA odakle se upravlja proizvodnjom električne energije. U MREŽM CENTRIMA UPRAVLJANJA upravlja se prenosnom mrežom a u DISTRIBUTIVNIM CENTRIMA UPRAVLJANJA upravlja se distributivnom mrežom i eventualno potrošnjom električne energije. Centri upravljanja nazivaju se I DISPEČERSKI CENTRI.Kao izvori električne energije koriste se elektrane. Elektrane su postrojenja za proizvodnju većih količina električne energije. Električna energija se u elektranama koje koriste konvencionalne izvore energije dobija transformacijom iz mehaničke energije, koja se dobija transformacijom iz drugih oblika energije.U zadovoljavanju energetskih potreba veliki značaj ima i imaće električna energija kao najplemenitiji vid energije. Električna energija se može proizvoditi korištenjem svih vidova energije.Pogodne osobine električne energije su još i mogućnost transporta na velike udaljenosti, mogućnost dovođenja do krajnjih potrošača i sigurnost snabdjevanja postignuta povezanošću EES.Osnovni nedostatak električne energije je to sto se ona ne mo ž e akumulisati u energetski većim količinama, pa se u svakom trenutku mora obezbediti jednakost ukupne proizvodnje i ukupne potro š nje u EES . Potrošnja električne energije učestvuje sa oko 1/3 u ukupnoj potrošnji primarnih oblika energije, a sličan udio ima i u potrošnji korisnih oblika energije.Velika primjenljivost električne energije ima za posljedicu i veliku prom j enljivost potrošnje tokom dana, nedelje, meseca i godine. Pomenute varijacije u potrošnji su posljedica uključenja ili isključenja postojećih potrošača, uključenja novih potrošača, promjene temperature, vjetra i sl.Zbog klimatskih i životnih prilika u kojima žive potrošači električne energije javljaju se sezonske varijacije u potrošnji. Na primjer, potrošnja većine industrijskih potrošača nezavisna je od godišnjeg doba, dok je potrošnja za osvjetljenje, grijanje i klimatizaciju jako zavisna od godišnjeg doba.Potrošnja električne energije varira i u zavisnosti od nivoa radne aktivnosti, neradnim danima potrošnja je manja, ponedeljkom raste a u petak opada. Primjer dnevnog dijagrama opterećenja, koji predstavlja zavisnost snage opterećenja od vremena u toku dana, prikazan ja na sl 2.

Slika 2.Dnevni dijagram opterećenja

Osnovni zadatak elektrana je da proizvedu potrebnu količinu energije u trenutku kada je potrošač traži. Kako ne postoji mogućnost akumuliranja većih količina električne energije, proizvodnja električne energije mora u svakom trenutku biti jednaka potrošnji. Jednakost proizvodnje i potrošnje električne energije ostvaruje se jednostavnije kada je više elektrana povezano u EES,što je redovno slučaj.Elektrane koje pokrivaju vrhove (varijabilni dio) potrošnje nazivaju se vršne elektrane, a one koje pokrivaju ustaljenu potrošnju osnovne elektrane. Uloga i režim rada pojedinih elektrana u EES zavisni su s jedne strane od mogućnosti prilagođavanja brzim promjenama opterećenja, koja je različita za različite tipove elektrana, i sa druge strane, od troškova proizvodnje po kWh.U kišnom periodu godine velika većina elektrana (osim onih sa velikom akumulacijom) rade kao osnovne elektrane, a termoelektrane se što je moguće više koriste kao vršne elektrane. U sušnom periodu godine uloge se zamenjuju. Kao vršne elektrane posebno su pogodne pumpno-akumulacione hidroelektrane (postrojenja) jer je kod njih praktično omogućeno akumuliranje električne energije, proizvodnja je jeftina i moguće je brzo prihvatanje opterećenja.S obzirom na cijenu proizvodnje energije potrebe za potrošnjom treba zadovoljavati prvo upotrebom protočnih hidroelektrana (ukoliko postoji potreban protok vode), zatim nuklearnih elektrana i termoelektrana.Izvori električne energije u EES mogu se podijeliti na hidroelektrane i termoelektrane.Pumpno- akumulacione hidroelektrane mogu se zbog specifične uloge u EES posmatrati i kao posebna kategorija izvora.Nuklearne elektrane se mogu podvesti pod termoelektrane, s obzirom da se od njih razlikuju samo po gorivu koje se upotrebljava.

Osnovne karakteristike elektrana

Instalisana snaga je osnovna karakteristika svake elektrane.Instalisana snaga se definiše kao aritmetički zbir nominalnih snaga generatora (MVA), odnosno kao aritmetički zbir snaga turbina mjerenih na priključcima generatora (MW). Instalisana snaga je istovremeno i nominalna snaga elektrane.Maksimalna snaga je najveća snaga koju elektrana kao cjelina može proizvesti, uz pretpostavku da su svi djelovi elektrane sposobni za pogon.Za HE se pri tome pretpostavlja da su protok i pad optimalni, a za TE da na raspolaganju stoji dovoljna količina goriva zadovoljavajućeg kvaliteta i dovoljna količina vode zadovoljavajuće temperature i čistoće za hlađenje kondenzatora.

Razlikuje sa maksimalna snaga na priključcima generatora i maksimalna snaga na pragu elektrane (izlazu iz elektrane prema EES).Raspoloživa snaga elektrane je najveća snaga koju elektrana može da proizvede u nekom trenutku, uvažavajući stvarno stanje u elektrani (kvarovi, remonti i sl.) i uz pretpostavku da nema ograničenja zbog proizvodnje reaktivne energije.Pri određivanju raspoložive snage kod HE treba uzeti u obzir raspoloživi dotok vode i pad, a kod TE kvalitet goriva, količinu i temperaturu vode.

METODE PREDVIĐANJA I POTROŠNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE

Praktični zadatak energetike kao naučne disciplinine je planiranje (predviđanje) budućih potreba energije pojedinih užih ili širih područja.Za rješavanje tog zadataka primjenjuju se razni postupci a značajno mjesto imaju matematički modeli.Modeliranje energetskih ciklusa obuhvata modeliranje globalnog razvoja energetskih potreba kontinenta ili svijeta u cijelini, te modeliranje tokova energiije I razvoja energetike u proizvodno potrošačkim sistemima (npr. u industrijskim pogonima,gradovima i regijama).Uslovno se metode predviđanja i potrošnje energije mogu podijeliti na:

• komparativne,• ekstrapolacione,• korelacione i• modelske.

Komparativne metode se ustvari svode na intuitivno-empirijske postupke a ekstrapolacione i korelacione metode se zasnivaju na utvrđivanju međuzavisnosti između manje broja (dva do tri) opštih parametara kojima se uobičajeno definiše energetski sistem.Modelske metode se zasnivaju na tzv. strukturnim modelima proizvodno potrošačkog sistema.U ovoj grupi posebno mjesto zauzimaju ekonomsko- energetski modeli razvoja.Strukturnim bilansima se na eksplicitan način opisuje veza između učesnika proizvodno potrošačkog energetsog sistema.Primjer jedne od metoda je data u daljem tekstu.

Potrošnja električne energije

Dugoročna prognoza koju je izradila Direkcija za NIR JP Elektroprivreda BiH tretira period 1999-2010 godina i konzumno podrucje Elektroprivrede BIH. Metodologija korištena za izradu prognoze bi se mogla ukratko opisati kao statisticko-analiticka, gdje se uzimajuci posljeratni niz serija podataka o potrošnji za 1996, 1997. i 1998. godinu vrši ekstrapolacija karakterističnom funkcijom potrošnje (krivom potencije ili stepenom krivom) i to:trodimenzionalno: u vremenu, prostoru i po strukturi potrošnje, istovremeno uzimajuci u obzir faktore potražnje kao što su kretanje populacije, privredna aktivnost, klimatski faktor i cijena elektricne energije. Faktori potražnje su uzeti u obzir kroz korekciju eksponenta funkcije potencije. Kaoglavni faktor potražnje, kretanje stanovništva je uzeto u obzir za svaku opcinu posebno.Društveni proizvod je razmatran kao bitan korelacioni faktor za potrošnju elektricne energije.Klimatski faktor se može razmatrati kao represivni faktor obzirom na tendenciju globalnog otopljavanja i povecavanja srednje godišnje temperature, dok cijena elektricne energije na potrošnju takode može djelovati kao ogranicavajuci faktor obzirom na njen sadašnji nivo i izražene potrebe za promjenom u pravcu povecanja.-Najveci dio potrošnje elektricne energije se sada odnosi na domacinstva. Oko 54% od ukupne neto potrošnje ostvaruje se u domacinstvima i po udjelu domacinstava u potrošnji BiH je rekorder u Evropi, a vjerovatno i u svijetu. Sadašnja potrošnja po domacinstvu (2850 kWh/dom) je veca od one u 1990. godini, a prognozom je planirano da dostigne 3800 kWh/dom 2010. godine u osnovnom scenariju, sa udjelom od oko 48% u neto potrošnji.

Inače je u zemljama koje su dostigle potpunu elektrifikaciju trend da udio industrije u potrošnji električne energije opada, a raste ucešće usluga i domaćinstava. Ovo odgovara promjenama u strukturi društvenog proizvoda razvijenih zemalja gdje industrijski sektor gubi, a uslužni sektor povećava udio.Efikasnost potrošnje električne energije u Bosni i Hercegovini je na niskom nivou, tj. prisutno je neracionalno trošenje električne energije. Odnos utrošenog kWh po $(KM) ostvarenog društvenog proizvoda je u BiH i Federaciji BiH veći od 1, za razliku od svih visoko i srednje razvijenih zemalja Evrope gdje je taj odnos daleko ispod 1. Da bi se ovaj nepovoljan odnos popravio, odnosno indikator energetske efikasnosti postao manji od 1 u narednom periodu bi godišnja stopa rasta društvenog proizvoda u Bosni i Hercegovini i Federaciji BiH morala biti veća od stope rasta potrošnje električne energije. Prisutna neracionalna potrošnja je između ostalog i posljedica niske prosječne cijene električne energije u BiH i Federaciji BiH, jer je to danas jedina roba na tržištu čija cijena nije na svjetskom nivou, odnosno daleko je ispod tog nivoa.-Udio električne energije u finalnoj potrošnji energije se poslije rata povećao u odnosu nastanje prije rata. Ovo povećanje je nastalo na račun smanjenja učešća uglja i plina (tečnogi prirodnog).

Proizvodnja električne energije

Proizvodnja električne energije na pragu elektrana u 1999 godini je iznosila 4100GWh a predstavlja 55% proizvodnje iz 1990 godine. HE su proizvele 1442 GWh, male HE 56 GWh TE 2601 GWh. Proizvodnja je pokrila bruto potrošnju električne energije od 3396 GWh, a iz elektroenergetskog sistema je isporuceno 704 GWh.Proizvodnja električne energije za zadovoljenje planirane potrošnje električne energijeu konzumu JP Elektroprivreda BiH sagledana je u studijama koje su uradili strani konsultanti,a koje su finansirane od strane međunarodne zajednice.

Općenito o energetskim bilansama

Energetske bilanse obuhvataju tokove svih oblika energije u nekom području ili državi sa svrhom da se na prikladan način prikaže iskorištenje primarnih oblika energije,energetske transformacije,upotreba transformisanih oblika,uvoz i izvoz primarnih i transformisanih energetskih oblika ,zatim upotreba pojedinih oblika energije za opskrbu potrošačkih grupa(industrija,transport,mali potrošači) kao i korisni oblici energije u koje se transformiraju svi iskorišteni oblici.Energetska bilanca je u biti energetska statistika posebnog oblika koja prati tokove energije od njezine pojave u energetskoj privredi područja ili države do njezina prelaza u anergiju.Energetska bilanca mora poslužiti kao osnova za ocjenu budućnosti, bilo kao baza za prognoziranje razvoja bilo kao podloga za eliminaciju negativnih i stimuliranje pozitivnih pojava.Stoga se energetske bilance ne smiju izrađivati sumarno,ne razlikujući pojedine oblike energije i pojedine energetske transformacije jer se tad gube karakteristike pojedinih energetskih oblika,njihova međusobna zamjenivost i upotrebljivost za zadovoljenje energetskih potreba.Energetska bilanca osim podataka o količinama energije treba da obuhvate i strukturu njenih primarnih oblika.Energetske bilance sadrže podatke o strukturi energetskih oblika a svi oblici energije moraju biti prikazani u istim jedinicama kako bi se lako uspoređivali oblici bez preračunavanja. U daljem tekstu je dat izvještaj o ostvarenju bilansa za 2005.godinu,JP Elektroprivreda BIH d.d.-Sarajevo.

Racionalno korištenje energije

Potrošnja električne energije u procesnoj industriji obično je znatno manja od toplinske. Proporcionalno su manje i mogućnosti racionalna korištenja i štednje električne energije prema toplinskoj. Međutim, bez obzira na to, smišljenim i dosljedno provođenim programom racionalnoga korištenja električne energije mogu se postići veliki učinci koji postaju još vrijednijima kada se postignu bez ograničenja potrošnje.Troškovi koji u industriji nastaju zbog potrošnje električne energije proizilaze iz:

potrošnje radne energije, potrošnje jalove energije, postignutoga vršnog opterećenja u određenom vremenskom razdoblju

Radna energija je efektivno potrošena energija na električnim trošilima, koja je izmjerena brojilima radne energije, a izražena je u kWh.Jalova energija proizlazi zbog induktivnih otpora električnih trošila, mjeri se brojilima jalove energije. Vršno opterećenje je najveće električno opterećenje u kW koje je postignuto u 15-minutnom vremenskom intervalu, u vrijeme više tarife, unutar obračunskoga razdoblja od mjesec dana.Ukupni mjesečni troškovi za električnu energiju proizlaze iz zbroja triju navedenih troškova, koji se obračunavaju u skladu s važećim tarifnim sistemom. Stoga se pod racionalizacijom može smatrati svaki zahvat ili mjere koje pridonose smanjenju nekoga od navedenih troškova.

Frekvencija

U svim današnjim elektroenergetskim sistemima proizvodi se izmjenična trofazna struja uz održavanje praktički konstantne frekvencije (u Evropi i u većini vanevropskih zemalja nazivna frekvencija iznosi 50 Hz, a u SAD i u nekoliko drugih zemalja 60 Hz) i uz održavanje napona kod potrošača unutar relativno uskih granica (nekoliko postotaka više ili niže od nazivnog napona).Frekvencija se održava unutar vrlo uskih granica oko nazivne frekvencije. Danas se nastoji održavati frekvencija između 49,9 i 50,1 Hz, a ako se odbace kratkotrajni poremećaji u granicama između 49,95 i 50,05 Hz, što znači da odstupanja od nominalne frekvencije iznose ±0,2%, odnosno ±0,1%. Održavanje frekvencije u spomenutim granicama jedan je od pokazatelja kvalitete pogona elektroenergetskog sistema.Frekvencija se može održavti konstantnom samo kad postoji jednakost proizvodnje i potrošnje, odnosno kad generatori proizvode upravo toliko koliko preuzimaju trošila, uzmajući, dakako, u obzir sve gubitke između stezaljki generatora i mjesta priključka trošila. Ta se jednakost proizvodnje i potrošnje mora održavati u svakom trenutku.Čim ta jednakost nije postignuta, frekvencija će se razlikovati od nominalne. Ona će biti veća ako je proizvodnja veća od potrošnje, a manja ako se manje proizvodi nego što potrošači traže. To je jedna od karakteristika proizvodnje električne energije, jer se ona proizvodi praktički u trenutku kad je potrošači uključivanjem trošila zatraže, budući da se električna energija ne može akumulirati.Snaga koju bi preuzela trošila, kad bi sva bila istodobno uključena, bila bi mnogo veća (i nekoliko desetaka puta veća) od ukupne snage svih elektrana u sistemu. Uključivanje svih trošila elektroenergetski sistem nebi, dakako, mogao izdržati, pa bi se frekvencija toliko smanjila da bi se morali zaustaviti svi agregati u elektranama.

Karakteristike regulatora

Svaki agregat u elektrani ima regulator brzine vrtnje, kojim se reguliše dovođenje pogonskog sredstva (voda, para, gorivo) u pogonski stroj.Ovisnost brzine vrtnje, o kojoj ovisi frekvencija, i snage koju proizvodi generator, a koja ovisi o količini dovedenoga pogonskog sredstva, prikazana je karakteristikom regulatora (slika 2).

Slika 2 Karakteristike regulatora pogonskog stroja u elektrani

Prema karakteristici regulatora, povećanjem opterećenja generatora smanjuje se njegova brzina vrtnje, a s njom i frekvencija proizvedene struje. Omjer promjene opterećenja ( N) i promjene frekvencije ( F) naziva se regulacijska energija (K), koja je određna relacijom:

Često se, međutim, nagib karakteristike regulatara definiše statičnošću regulatara S, koja je određena izrazom:

gdje su:F1 i F2 - frekvencije koje odgavaraju opterećenju N = 0 i maksimalnom opterećenju N = Nn, (Fl + F2) /2 – srednja frekvencija koja je jednaka nazivnoj frekvenciji Fn = 50 Hz. Ako se opterećenje poveća od N = 0 do N = Nn, frekvencija će se smanjiti od Fl do F2, regulacijska energija dobija se iz izraza:

pa se uvrštavanjem vrijednasti za F2 – Fl u (2.2) dobiva:

Nagib regulatara maže se mijenjati, a obično se nagib odabire tako da statičnost iznosi oko 4 %.Takav regulator naziva se statičkim regulatorom.

Ručna regulacija frekvencije

Polažaj karakteristike regulatara, međutim nije nepromjenljiv, jer bi to značilo da bi se promjenom opterećenja mijenjala frekvencija. Karakteristika regulatara može se, naime, jednostavnim zahvatom pomicati paralelno sama sebi. Kad ima više agregata u elektroenergetskom sistemu, moguće je odrediti zajedničku karakteristiku regulacije. Ona se određuje sabiranjem snaga koje odgavaraju istoj frekvenciji.

Automatska regulacija frekvencije

F

NK

% 100221

21

FF

FFS

12 FF

NK n

% 1002 K

PNS

Ručnom regulacijom frekvencije ne može se održavati konstantna frekvencija u EES, jer će se uvijek pojavljivati veće ili manje oscilacije frekvencije ovisno o iznosu promjene opterećenja i o brzini intervencije pogonskog osoblja. Zbog toga je potrebna automatska regulacija frekvencije, koja se ostvaruje pomoću astatičkog regulatora koji ima horizontalnu karakteristiku.Ako jedan od agregata ima astatički regulator, sve će promjene opterećenja preuzeti taj agregat a da se pri tom frekvencija neće promijeniti (slika 4).

a) karakteristike regulatorab) zajednička regulacijska karakteristika

Slika 4 Regulacija frekvencije kada u sistemu postoji agregat s astatičkim regulatorom

S obzirom na ulogu elektrana u elektroenergetskom sistemu razlikuju se elektrane koje rade prema "voznom redu" i elektrane kojima se reguliše frekvencija. Vozni red je program opterećenja elektrane zadan od sata do sata, pa i za kraće vremenske intervale, koji se izrađuju za svaku elektranu za sljedeći dan.Velika većina elektrana radi prema voznom redu, a samo jedna ili nekoliko služi za regulaciju frekvencije.U današnjim EES održavanje frekvencije na nazivnoj vrijednosti nije toliko važno s obzirom na trošila (najosjetljiviji među njima ne bi praktički ni osjetili promjenu frekvencije za ±0,2 Hz) koliko je to važno s obzirom na sam EES.Odstupanjem od nazivne frekvencije, naime, mijenja se opterećenje agregata u elektranama pa se zbog toga kvari vozni red elektrana, što znači odstupanje od optimalne raspodjele opterećenja pa i povećanje troškova proizvodnje. Osim toga, zbog promjene opterećenja agregata u elektranama mijenja se opterećenje vodova i transformatora, pa u nepovoljnim situacijama oni mogu postati preopterećeni. Oni će tada djelovanjem zaštite biti isključeni, što može poremetiti i opskrbu potrošača i dalji pogon EES.

Potrošnja i proizvodnja električne energije

Razvoj korištenja električne energije pokazuje trend stalnog rasta. Intenzitet potrošnje električne energije u nekom sistemu karakteriše se specifičnom potrošnjom po stanovniku. Dosadašnji razvoj potrošnje električne energije pokazuje da se potrošnja u svijetu približno udvostručuje svakih deset godina, tj. da porast potrošnje ima prosječnu godišnju stopu rasta od 7,2%.Potražnja energije je za svaki sistem karakterisana dnevnim dijagramima potrošnje, odnosno opterećenja (a - na slici 5), koji se jedni od drugih razlikuju u pojedinim danima u sedmici i u sezonama tokom godine (npr. posmatranja ponedjeljkom u nekoliko uzastopnih sedmica često nemaju sličnosti jedna sa drugom).

Dnevni dijagram potrošnje

Često se, umjesto da se direktno koriste dijagrami opterećenja,koristi kriva trajanja opterećenja (b - na slici ).

Trajanje opterećenja može se podijeliti na dva perioda: period velikih opterećenja (τv) i period malih opterećenja (τm) – slika 2.6 (a); granica između njih nije tačno definisana, a trajanje tih perioda zavisi od oblika krive trajanja opterećenja, odnosno od karakteristika potrošača. Period malih opterećenja traje obično nekoliko sati (4 ÷ 6). Ako se količina energije potrebna za taj period podijeli sa trajanjem tog perioda (τm), dolazi se do srednjeg opterećenja (Nk) u njemu – slika 2.6 (b). To je ujedno i konstantni dio opterećenja i u razdoblju velikih opterećenja (τv). Potrebna konstantna energija proporcionalna je opterećenju Nk (Ek = 24 Nk), a potrebna varijabilna energija Ev je razlika između ukupno potrebne energije E i konstantne energije Ek'. Analogno se i maksimalno opterećenje dijeli na konstantno (Nk) i varijabilno (Nv).

U dijagramima opterećenja i trajanja opterećenja, energija je prikazana površinom u tom dijagramu. Pogodnije je i često se koristi kriva energija snaga, definisana izrazom:

a njegovo rješavanje se vrši grafički ili pak integrisanjem (slika 8).

N

dNNFE )(

Analiza prilika u EES ipak se najčešće sprovodi na osnovu mjesečnih (ili dekadnih) krivulja trajanja opterećenja.

Da bi potrebe potrošača bile zadovoljene, elektrane moraju biti sposobne "proizvesti" u posmatranom periodu potrebnu energiju uz potrebnu snagu.U EES gdje postoje samo TE, potražnja potrošača biće zadovoljena ako je suma raspoloživih snaga termoelektrana (Nt) veća od maksimalnog opterećenja (Nmax) u promatranom periodu, ili upravo jednaka njemu, tj.:

Ove veličine Nt i Nmax treba posmatrati na istom mjestu u mreži (najčešće na pragu temoelektrane). Suma raspoloživih snaga (Nt) uvijek je manja od sume maksimalnih snaga (Nmax) zbog redovnih pregleda, popravaka i iznenadnih defekata. To se uzima u obzir faktorom rezerve (>1):

Svrha analiza prilika u EES je da se odredi mogućnost zadovoljenja potražnje i najekonomičniji način da se to uradi sa postojećim elektranama, a u slučaju potrebe za novom termoelektranom, određuje se kakve bi nove trebalo graditi. To se čini tako da se (na dijagramu N-E) pojedinim elektranama daje zadatak njihovog snabdijevanja energijom i one se «smještaju» u dijagrame, tako da se potražnja zadovolji uz minimalne troškove.

Metode predviđanja proizvodnje i potrošnje energije

Racionalnost korištenja energije je ranije razmatrana uglavnom u okviru određenog ciklusa preko njegovog stepena korisnosti, dok je odlučujući kriterijum za promjenu bio minimum troškova proizvodnje, pri čemu je korištena prednost jeftine sirovine i niskih investicija. Nije se vodilo računa o kriterijima čuvanja energije, odnosno resursa uopšte. Dolazilo je, ali i danas često dolazi, do nesklada između razvoja potreba i mogućnosti njihovog zadovoljenja. Praktični zadatak energetike kao naučne discipline je planiranje (predviđanje) budućih potreba energije pojedinih užih ili širih područja. Za rješavanje tog zadatka primjenjuju se razni postupci, među kojima značajno mjesto imaju matematički modeli.Modeliranje energetskih ciklusa obuhvata modeliranje globalnog razvoja energetskih potreba kontinenta ili svijeta u cjelini, te modeliranje tokova energije i razvoja energetike u proizvodno-potrošačkim sistemima (npr. u industrijskim pogonima, gradovima i regijama).Metode predviđanja proizvodnje i potrošnje energije uslovno se mogu podijeliti na: komparativne, ekstrapolacione, korelacione i modelske.Komparativne metode se, u stvari, svode na intuitivno-empirijske postupke, a ekstrapolacione i korelacione metode se zasnivaju na utvrđivanju međuzavisnosti između manjeg broja (dva do tri) opštih parametara kojima se, kako je uobičajeno, definiše energetski sistem.Modelske metode se zasnivaju na tzv. strukturnim modelima proizvodno-potrošačkog energetskog sistema. Posebno mjesto u ovoj grupi zauzimaju ekonomsko-energetski modeli razvoja.Strukturnim bilansima se na eksplicitan način opisuje veza izmedu učesnika proizvodno-potrošačkog energetskog sistema.

Proizvodno - potrošački energetski sistemi

Strukturna šema tog sistema sastojala bi se iz sistema proizvodnje energije (SPRE) i sistema potrošnje energije (SPOE). Prvi se sastoji od tri podsistema: sistem proizvodnje primarne energije (SPE), sistem proizvodnje sekundarne energije (SSE) i sistem transporta energije (STE). Drugi sistem se sastoji od podsistema: sistem proizvodnje sirovina (SSI), sistem proizvodnje materijala i robe (SPR) i sistem tranzita energije (STR).

tNNmax

maxNN t

Podsistem za transport nosilaca energije (STE) obuhvata sve mehanizme za transportovanje (prenos i distribuciju) nosilaca energije. Pod prenosom nosilaca energije podrazumijeva se transport čvrstog, tečnog i gasovitog goriva, zatim električne energije i toplote od mjesta proizvodnje do sabirnog centra, smještenog u blizini zone potrošnje. Pod distribucijom se podrazumijeva transport nosilaca energije od sabirnog centra do neposrednih potrošača.Posebno interesantan problem u energetici je skladištenje energije (stvaranje zaliha energije). To se vrši u objektima za akumulaciju, koji su, naravno, ograničenog kapaciteta. Proizvodno-potrošni sistem je dinamičan i mora se regulisati u opsegu kapaciteta akumulacije. Regulacija sistema, počev od maksimalne snage proizvodnje, započinje postupnim snižavanjem efektivne snage proizvodnih objekata do tehničkog minimuma; poslije toga se pristupa isključivanju pojedinih proizvodnih objekata.Skladištenje energije je tehnički problem prvostepenog značaja u energetici, a koji, nažalost, još nije riješen na zadovoljavajući način, pogotovu kada je u pitanju električna energija. Hidro i pumpne akumulacije su jedini ekonomski opravdani i tehnički pouzdani načini za skladištenje energije u velikim EES. (Pumpne akumulacije u sistemu reverzibilne hidroelektrane rade sa relativno niskim stepenom korisnosti, ali imaju i opravdanja svoje postojanosti).Kada je riječ o sistemu potrošnje energije (SPOE) treba konstatovati da se energija dijelom javlja u nominalnim nosiocima energije, dijelom je "ugrađena" u reprodukcioni materijal i robu, a ostatak energije ne prelazi u novi "materijalizovani" oblik (anergija). Praćenje tokova energije u sferi potrošnje je složen zadatak, a tako prihvaćeni model beznadežno složen, pa se često uvode posebne konvencije i uprošćenja. Posmatrajući sistem potrošnje energije (SPOE) na prethodnoj šemi (slika 9), uočavaju se tri podsistema: SSI, SPR i STR.Sistem proizvodnje sirovina (SSI) se sastoji od rudnika i drugih nalazišta prirodnog sirovog materijala, postrojenja za oplemenjivanje, prečišćavanje i primarnu preradu ovog materijalaPod pojmom korisna potrošnja energije podrazumijeva se upotreba energije u korisne ciljeve. Ostvarenje takvih ciljeva se postiže najčešće posredstvom odgovarajućih uređaja u koje se energija dovodi u vidu nosilaca finalne energije. Određena količina utrošenog nosioca finalne energije, po jedinici obavljenog rada, naziva se specifična potrošnja.

TERMOENERGETSKA ANALIZA PROCESA

ENERGETSKA POSTROJENJA

Ovisno o vrsti radnog fluida, vrsti te načinu transformacije energije, energetska postrojenja u procesnoj industriji mogu se uglavnom svrstati u:

energetska postrojenja sa parnim procesom, energetska postrojenja sa plinskim procesom, energetska postrojenja sa kombinovanim procesom.

Dijagram razgraničenja vode, vlažne i pregrijane pare

Kao radni fluid kod toplotnih radnih ciklusa koristi se vodena para. T-S dijagram razgraničenja vode, vlažne i pregrijane pare prikazan je na sljedećoj slici.

T-S dijagram razgraničenja vode,vlažne i pregrijane pare

Kriva označena sa x=0, koja se završava u tački K, naziva se donja granična kriva.Gornja granična kriva (x=1), koja počinje u tački K, razdvaja područje vlažne pare od područja pregrijane pare.

Kad sva voda pretvori u paru radi se o pregrijanoj (suhoj ili suhozasićenoj) pari. Suha para nije postojana, a njena temperatura "temperatura zasićenja" jednaka je temperaturi vrenja. Hlađenjem se jedan dio suhe pare pretvara u tečnost, koja lebdi u pari u obliku sitnih kapljica; takva para naziva se vlažna para. Veličina x čijim vrijednostima su označene pojedine krive na prethodnoj slici predstavlja relativni sadržaj pare u vodi,što se može iskazati relacijom:

Sa povećanjem temperature i pritiska gornja i donja granična kriva se sve više približavaju i spajaju se u tački K koja se naziva kritična tačka.Kritična tačka K ima parametre:

kritični pritisak pk=221,29bar, kritična temperatura .Tk=647,30K, - kritična specifična zapremina vk=0,00326 m3/kg

Na prethodnoj slici prikazane su i dvije izobare, krive konstantnog pritiska. Gornja od pomenute dvije izobare ima jednačinu p=pk i iznad nje nema razgraničenja između vode i pare.

Energetska postrojenja sa parnim procesom

Radni medij – vodena para.Parna energetska postrojenja rade po Clausius – Rankineovom kružnom procesu.

Toplotna šema radnog ciklusa sa vlažnom parom

T-S dijagram toplotnog radnog ciklusa sa vlažnom parom

Razlika u odnosu na Karnoov ciklus je u položaju tačke 3 u ciklusu. U kondenzatoru se pari odvodi toplota u toj mjeri da se sva pretvara u vodu (x=0), tako da se tačka 3 pomera na lijevu graničnu krivu, što omogućava nesmetan rad pumpe.Kako postoji razlika u pritiscima u kondenzatoru i u kotlu, potrebno je vodu adijabatski komprimovati od pritiska p2 na pritisak p1 pri čemu dođe do neznatnog porasta temperature (tačka 5).Naziv ciklusa "sa vlažnom parom" potiče od položaja tačke 2, koja se nalazi duboko u zoni vlažne pare, što znači da je para pomješana sa kapljicama vode. Ove kapljice udaranjem mehanički naprežu lopatice turbine (kavitacija).

Toplotni radni ciklus s pregrijanom parom

Kada se po izlasku iz kotla, a prije ulaska u turbinu para podvrgne dodatnom zagrijavanju u posebnim uređajima - pregrijačima pare dobija se toplotni radni ciklus sa pregrijanom parom, čiji je T-S dijagram prikazan na slici.

T-S dijagram ciklusa sa pregrijanom parom

Postupkom pregrijavanja pare postiže se poboljšanje položaja tačke 2 tako da se ona sada nalazi bliže zoni suhe pare.Takođe je povećana i temperatura T1sr čime je dobijen nešto bolji stepen iskorištenja.Razmotrimo sada mogućnosti povećanja stepena iskorištenja toplotnog radnog ciklusa sa pregrijanom parom promjenama parametara pare. Smanjivanjem pritiska p2 postiže se smanjenje temperature T2 pa i temperature T2srRadi se o pritiscima koji se mjere stotim dijelovima bara, što predstavlja izuzetno niske pritiske i zahtjeva dobru zaptivenost opreme da vazduh ne bi prodreo u paru.Sa druge strane pritisak p2 i temperatura T2 ne mogu da budu ni previsoki. Kako razlika između temperature rashladne vode i temperature T2 obično iznosi 10 do 15°C, značajno povećanje temperature T2 (na primjer, iznad 28°C) izazvalo bi i visoku temperaturu rashladne vode na izlazu iz kondenzatora. Pošto se rashladna voda uglavnom vraća u rijeku iz koje je i dovedena previsoka temperatura na izlazu iz kondenzatora značila bi toplotno zagađenje rijeke.

Povećanje temperature T1 uticalo bi na povećanje temperature T1sr i stepena iskorištenja. Temperatura T1 je ograničena osobinama materijala turbine i cjevovoda i ne prelazi 300°C.Povećanje pritiska p1 uz zadržavanje temperature T1 na istom nivou izazivalo bi pomjeranje tačke 2 u nepovoljnom smjeru, u zonu vlažne pare.Posmatra se idealan proces koji je reverzibilan, te za njega vrijedi sljedeće:

ne uzimaju se u obzir gubici pritiska zbog strujanja kroz generator pare, cjevovod i kondenzator;

ne uzimaju se u obzir gubici unutar parne turbine i napojne pumpe (ekspanzija radnog fluida u turbini, kao i tlačenje u napojnoj pumpi su adijabatski- izentropski procesi);

ne uzimaju se u obzir nikakvi gubici topline u okolinu kroz pojedinačne dijelove sistema kružnog procesa.

Pregrijavanjem pare povećava se srednja temperatura dijela procesa na koji se dovodi toplota

T-s dijagram idealnog parnog kružnog procesa

Površina s3-3-4-5-6-1-2-s1-s3 - količina toplote q1, koja se dovodi radnom fluidu Površina izmedju s3-3-2-s1-s3 - toplota q2, koja se oduzima, Površina 1-2-3-4-5-6-1 - dobijeni korisni rad

q1= h1 – h4,q2= h2 – h3.

Toplotno iskorištenje idealnog Rankinevog procesa:

ili

Razlika h1 – h2 predstavlja raspoloživi toplotni pad koji se unutar turbine pretvara u kinetičku energiju, a h4 – h3 je mehanički rad utrošen za tlačenje radnog medija od pritiska na kojem se vrši kondenzacija do radnog pritiska generatora pare

41

3241

1

21

hh

hhhh

q

qqt

3431

3421

hhhh

hhhht

p-v dijagram idealnog parnog kružnog procesa

h1 – h2 odgovara površini 1-2-m-n-1, a h4 – h3 površini 4-3-m-n-4.

razlika ordinata među tačkama 1 i 2 odgovara radu dobijenom u turbini, razlika između tačaka 4 i 3 odgovara radu utrošenom za pogon pumpe, razlika između tačaka 1 i 4 odgovara toploti dovedenoj u procesu, a između tačaka 2 i 3

toploti odvedenoj iz procesa.

h-s dijagram idealnog parnog kružnog procesa

Kada se rad h4 – h3 utrošen za pumpu, može zanemariti u odnosu na znatno veći toplotni pad h1 – h2, koji se u turbini pretvara u koristan rad, jednačina za toplotno iskorištenje procesa je :

Faktori koji utiču na efikasnost parnog procesa

Temperatura ulazne pare u turbinu

31

21

hh

hht

Uticaj temperature pare na Rankine-ov procesp1=80 barp2=0.04 bar

Ovisnost toplotne Rankineova procesa o temperaturi ulazne pare iskoristivosti idealnog

Pritisak ulazne pare u turbinu

t1=500oC, p2=0.04 bar

Uticaj pritiska ulazne pare na Rankineov proces

Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova procesa o pritisku ulazne pare

Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova procesa o temperaturi i pritisku ulazne pare

Izlazni pritisak pare iz turbine

Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova procesa o pritisku izlazne pare iz turbine (p1=80 bar, t1=500oC)

Donja granična vrijednost temperature kondenzacije ograničena je ulaznom temperaturom rashladne vode te veličinom kondenzatora. Razlika temperature kondenzacije i rashladne vode može se smanjiti povećanjem rashladne površine i povećanjem protoka rashladne vode kroz kondenzator; prvi način povećava investicijske troškove, a drugim načinom se povećavaju pogonski troškovi. Pritisak kondenzacije u parnom ciklusu najviše je predodređen temperaturom rashladne vode. Njegova uobičajena veličina je 0.04 bar, čemu odgovara temperatura kondenzacije od 28.6oC. Daljnje snižavanje najčešće nije ekonomično jer znatno raste specifični obim izlazne pare, što zahtijeva veće dimenzije kondenzatora te veće dužine lopatica zadnjih stepeni turbine.

Povećava se i vlažnost izlazne pare sa propratnim štetnim učincima koji su prethodno navedeni.

Optimalni uslovi regenerativnog zagrijavanja

Učinkovitost regenerativnog zagrijavanja ovisi o: raspodjeli toplotnog opterećenja između pojedinih zagrijača, konačnoj temperaturi napojne vode (na ulazu u generator pare), i broju regenerativnih zagrijača.

Optimalna raspodjela toplotnog opterećenja

Najdjelotvornije regenerativno zagrijavanje vode, u ciklusu bez medjupregrijavanja pare, postiže kada je porast entalpije vode u svim zagrijačima jednak ,zbog konstruktivnih razloga na turbini ne mogu se uvijek osigurati pozicije za oduzimanje pare koje bi posve udovoljile tom zahtjevu,iskoristivost ciklusa ne ovisi bitno o odstupanju od ovog uslova.

Orjentacione veličine sistema sa regenerativnim zagrijavanjem

Uz navedene termodinamske uticaje, u definisanju i projektovanju ciklusa sa regenerativnim zagrijavanjem treba voditi računa i o sljedećim propratnim konstrukcijskim efektima:

za turbinu odredjene snage protok pare se na ulazu u turbinu povećava, a na izlazu smanjuje, što zahtijeva povećanje dužine lopatica tamo gdje su i inače duže;

povećanje protoka pare kroz prve stepene turbine i smanjenje kroz posljednje djeluje na povećanje iskoristivosti same turbine;

smanjenje protoka pare u kondenzator djeluje na smanjenje njegovih dimenzija, a time se smanjuje i potrebna količina rashladne vode;

regenerativnim zagrijavanjem povisuje se ulazna temperatura napojne vode u generator pare.

Međupregrijavanje pare

T-s dijagram parnog procesa sa međupregrijavanjem

Međupregrijavanjem pare u parnim energetskim postrojenjima postiže se dvojako koristan učinak:• povećava se toplotna iskoristivost,• smanjuje se vlažnost pare na izlazu iz turbine,• toplotna iskoristivost parnog kružnog procesa sa međupregrijavanjem pare

Ako je toplotna iskoristivost dodatnog procesa međupregrijavanja (7-8-9-2), veća od toplotne iskoristivosti osnovnog kružnog procesa, tj. kada je

tada je ηt,MP > ηt T-s dijagram parnog procesa sa međupregrijavanjem

h-s dijagram parnog procesa sa međupregrijavanjem

Međupregrijavanjem pare smanjuje se njena vlažnost u posljednjim stepenima turbine što, osim direktnog uticaja na povećanje unutarnje iskoristivosti turbine takodjer povoljno djeluje na mehaničko ponašanje turbine u toku pogona Međupregrijavanje pare ima i neke nedostatke :

• međupregrijač i dodatni spojni cjevovodi povećavaju troškove ulaganja u gradnju postrojenja;• strujanjem pare kroz međupregrijač i dodatne spojne cjevovode nastaju gubici zbog pada

pritiska, što donekle umanjuje koristan učinak međupregrijavanja;Ugradnja međupregrijača unutar generatora pare otežava regulaciju, a posebno se treba brinuti o njegovoj zaštiti pri pokretanju i zaustavljanju pogona kada se međupregrijač može oštetiti zbog slabog strujanja pare kroz njega.

7851

359871, hhhh

hhhhhhMPt

51

3521

78

2798

hh

hhhh

hh

hhhh

Toplotni radni ciklusi sa međupregrijavanjem i regeneracijom pare

U cilju daljeg poboljšanja stepena iskorištenja toplotnih radnih ciklusa uvode se i postupci međupregrijavanja i regeneracije pare. U ovakvom postrojenju postoji turbina niskog i turbina visokog pritiska, koje se nalaze na istoj osovini sa generatorom.Para se sa izlaza iz turbine visokog pritiska vodi u međupregrijač pare, dogrijava se i vodi u turbinu niskog pritiska.Pri postupku regeneracije dio pare se prije nego što prođe kompletan proces u turbini vodi u regenerativni pregrijač pare. Time se neiskorištena toplotna energija pare vraća u proces na dalje korištenje (a ne predaje se rashladnoj vodi u kondenzatoru).Postupkom regeneracije pare postiže se povećanje stepena iskorištenja do 0,1. Nije opravdano koristiti više od 3 regenerativna pregrijača, jer se daljim povećavanjem broja regenerativnih pregrejača stepen iskorištenja značajno ne povećava, a znatno rastu investicioni troškovi.

T-S dijagram ciklusa sa međupregrijavanjem i regeneracijom pare

Toplotni ciklusi sa namjenskim odvođenjem toplote (toplifikacioni ciklusi)

Toplifikacioni ciklusi se koriste u kombinovanim elektranama za proizvodnju električne i toplotne energije (termoelektrane-toplane). Toplifikacioni ciklusi se realizuju kao ciklusi sa pregrijavanjem pare, samo što se para izvodi iz turbine sa znatno višim pritiskom i temperaturom (p2 i T2).Temperatura T2 ima vrijednosti oko 450K (180°C). Pritisak p2 se za korištenje toplote u industriji kreće između 2,5 i 30 bara, a za grijanje između 1,5 i 2,5 bara.Stepen iskorištenja toplifikacionog ciklusa može se računati po izrazu:

gdje je:• A- mehanički rad • Q2' - toplota odvedena potrošačima toplotne energije.

Toplota Q2' je zbog gubitaka manja od ukupne odvedene toplote Q2,pa je stepen iskorištenja manji od 1 i iznosi od 0,7 do 0,8, što predstavlja znatno poboljšanje u odnosu na ostale cikluse, a nepovoljna osobina ovakvog ciklusa je vezanost proizvodnje dva oblika energije - toplotnu i električnu.

T-S dijagram toplifikacionog radnog ciklusa

Energetski sistemi sa plinskim procesom

radni medij - plin rad plinske turbine se temelji na Joul-ovom kružnom procesu koji se u literaturi naziva još i Braytonov proces .Osnovni princip rada plinskih turbinaplinske turbine mogu raditi sa otvorenim ili zatvorenim plinskim procesom U otvorenom procesu te se promjene dešavaju izmjenom toplote sa okolinom u koju se ispušta plin iz tubine, a u zatvorenom procesu u posebnom izmjenjivaču toplote.Zbog gubitaka stvarni proces ≠ teoretski procesKarakteristike otvorenog plinskog procesa su:

jednostavnost i relativno mali investicijski troškovi, iskoristivost je niža, znatna osjetljivost na kvalitet goriva zbog erozivnog i korozivnog djelovanja dimnih plinova

koji nastaju pri izgaranju.Prednosti zatvorenog plinskog procesa su:

- Radni medij u zatvorenom krugu je odgovarajući plin (zrak, N2, CO2, He) koji u procesu ostaje hemijski nepromjenjiv te ne djeluje štetno na materijal sa kojim dolazi u dodir;

- Indirektno zagrijavanje radnog medija omogućuje korištenje više vrsta goriva slabijeg kvaliteta, bez štetnih posljedica na radne dijelove turbine i kompresora.

- Mogućnost bolje regulacije snage turbine u širem rasponu te zbog toga veća iskoristivost postrojenja pri djelomičnom opterećenju.

Glavni nedostatak zatvorenog plinskog procesa su veliki investicijski troškovi zbog potrebe za velikim izmjenjivačem toplote, što proizilazi iz relativno lošeg prenosa toplote u sistemu plin/plin.Teoretski Joul – Braytonov kružni proces sastoji se od sljedećih promjena stanja:

Od 1-2, izentropska kompresija do pritiska na kojem započinje davanje toplote. Ova promjena stanja dešava se u kompresoru.

Od 2 – 3, dodavanjem toplote uz konstantan pritisak. U otvorenom procesu to se dešava u komori izgaranja, a u zatvorenom u izmejnivaču toplote.

Od 3- 4, izentropska ekspanzija plina u turbini do početnog pritiska. Od 4 – 1, hlađenje plina uz konstantan pritisak.

p-v dijagram Joule-Braytonova procesa

T-s dijagram Joule – Braytonova procesa

Glavne veličine koje utiču na učinkovitost plinske turbine su radne temperature na kojima se odvija kružni proces.Što je temperatura predaje toplote viša i što je temperatura oduzimanja toplote niža, iskoristivost plinske turbine je veća.Glavne veličine koje utiču na učinkovitost plinske turbine su radne temperature na kojima se odvija kružni proces.Što je temperatura predaje toplote viša i što je temperatura oduzimanja toplote niža, iskoristivost plinske turbine je veća.Cilj je tehnloškim razvojem, a osobito primjenom specijalnih keramičkih materijala, dostići temperature do 1500oC

Ostale uticajne karakteristike energetskih sistema

Da bi analiza, radi određivanja najpovoljnijeg rješenja, bila što cjelovitija, a prema tome i što realnija, potrebno je uzeti u obzir još neke karakteristične specifičnosti pojedinih energetskih sistema:Energetski sistem sa parnim ciklusom

mogu se koristiti gotovo sve vrste goriva; troškovi održavanja su relativno mali;

vrlo dobre karakteristike u uslovima djelimičnog i promjenjivog opterećenja; relativno mala buka; pogonske karakteristike vrlo malo ovise o okolnoj temperaturi; veliki dio postrojenja prikladan za vanjsku montažu; potreban je relativno veliki prostor za ugradnju.

Energetski sistem sa plinskom turbinom

• kompaktna izvedba i mali prostor za ugradnju;• brzo puštanje u rad;• dobro prilagodjavanje naglim promjenama opterećenja;• mali vlastiti utrošak pogonske energije;• kratko vrijeme za izvedbu montažnih radova;• osjetljivost na kvalitet pogonskog goriva.

Energetski sistem sa dizel motorom

• prikladan za autonomne energetske sisteme manje i srednje snage;• veći investicioni troškovi po jedinici ugrađene snage u odnosu na sisteme sa parnom

protutlačnom i plinskom turbinom;• vrlo dobro prilagođavanje uslovima djelimičnog opterećenja, te mogućnost održavanja

optimalnih režima uz uključenje ili isključenje iz pogona pojedinih jedinica, ovisno o opterećenju;

• kompaktna izvedba i mali prostor za ugradnju;• veća emisija azotnih oksida (NOx);• veće vibracije i buka;• mogućnost ugradnje u neposrednoj blizini potrošača, čime se smanjuju prenosni gubici;• brzo puštanje u pogon i preuzimanje punog opterećenja;• prikladnost za fazno proširenje kapaciteta dogradnjom novih jedinica, čime se omogućava

uskladjivanje pogona sa optimalnim uslovima opterećenja.

Može se zaključiti sljedeće:

Najveći broj industrijskih procesa, prema svojim energetskim potrebama, spada u područje primjenjivosti parnih sistema, ali optimalne izvedbe često čine sistemi sa plinskom turbinom ili dizel motorom;

propusti i odstupanja koji nastaju već u fazi planiranja, odnosno projektovanja energetskog sistema, uzrokuju dalekosežnije posljedice te se u kasnijoj fazi vrlo teško ispravljaju.

Kombinovani energetski sistemi za proizvodnju električne i toplotne energije najučinkovitiji su kada se projektuju za nova postrojenja jer se u takvim slučajevima bilans energije može najbolje prilagoditi uslovima maksimalne iskoristivosti;

• struktura energetskih potrošača (električni i toplotni) u tipičnim procesnim industrijama različita pa se ne može općenito postaviti zaključak o vrsti energetskog sistema koji bi bio najpodobniji za pojedinu industrijsku granu, nego treba svaki slučaj posebno i potanko analizirati;

• postavljanje energetskog sistema tako da zadovolji zahtjev vršnih potreba u električnoj i toplotnoj energiji, najčešće ne pruža optimalne rezultate u pogledu ekonomičnosti pogona.

Zbog toga treba pažljivo uočiti potrebe i zahtjeve energetskih potrošača prije nego se donese odluka o prihvatanju jednog od rješenja.