Skripta - Poglavlje 2

8/16/2019 Skripta - Poglavlje 2

http://slidepdf.com/reader/full/skripta-poglavlje-2 1/15

5

2 GLOBALNA PROIZVODNJA I POTROŠNJA ENERGIJE

2.1 UVOD

Industrijsku revoluciju dvadesetog veka, karakteriše enormno povećanje potrošnje

energije u odnosu na ranija razdoblja. U predindustrijskoj ekonomiji samo su malekoličine mehaničke snage, koja nije proizvedena mišićnim naprezanjem ljudi, bile naraspolaganju (rad domaćih životinja, korišćenje energije vetra za brodove i vetrenjače,korišćenje energije vode u vodenicama, ...). Drvo je bilo glavno gorivo za pripremanjehrane, zagrevanje soba i osnovnu obradu metala.

Danas u razvijenim zemljama, dostupnost fosilnih i nuklearnih goriva je povećalamogućnost korišćenja energije do neslućenih razmera, ukoliko se ti iznosi uporede sa potrošnjom energije u udaljenim vekovima. Pored toga, populacija ljudi je višestrukouvećana, što je samo po sebi višestruko uvećalo potrošnju energije.Energetski resursi nisu ravnomerno raspoređeni na Zemlji, a većina njih je konačna,iscrpiva. Glavni izvori energije su fosilna goriva (ugalj, nafta, prirodni gas), nuklearnaenergija i hidroenergija. Ostali izvori, mahom obnovljivi izvori energije (solarna energija,vetar, geotermalna energija, biomasa), čine veoma mali deo ukupne svetske potrošnjeenergije.

Hidroenergija se može nazvati obnovljivim izvorom energije, mada tu postojeodređena ograničenja. Naime, velike hidroelektrane značajno menjaju uslove u životnojsredini sa brojnim negativnim efektima što ovaj izvor može isključiti iz definicijeobnovljivih izvora energije. Obnovljivi izvori energije manje narušavaju životnu sredinu injihova upotreba će rasti sa smanjenjem rezervi fosilnih goriva.

Sa druge strane potrošnja fosilnih goriva i emisija ugljendioksida postala jesvetski problem. Članstvo u pojedinim organizacijama nije moguće (na primer EU)ukoliko se ne definiše dugoročno smanjenje emisije CO2 u zainteresovanoj državi.

2.2 GLOBALNA POTROŠNJA ENERGIJE

Na slici 2.1 je prikazana svetska potrošnja energije od 1970. do 1997. godine, kaoi projekcija ove potrošnje do 2020. godine. Godine 1997. svetska potrošnja energije jeiznosila 380 triliona Džula (1018 J). Od toga, razvijene zemlje (SAD, Kanada, EU, Japan,...) su trošile 54%, zemlje u razvoju (Kina, Indija, Brazil, ...) 31,5%, dok su zemlje bivšegSovjetskog saveza i Istočnog bloka trošile 14,5% od ukupne potrošnje energije.Projekcija za 2020. godinu ukazuje da će zemlje u razvoju trošiti više energije od"razvijenog sveta".



6

Slika 2.1 Ukupna svetska potrošnja energije, istorija i predviđanja

U tabeli 2.1 prikazana je potrošnja energije, bruto domaći proizvod (BDP), proizvod i potrošnja po stanovniku, za nekoliko odabranih razvijenih i manje razvijenihzemalja. SAD su najveći potrošač energije (88,2 triliona J), zatim Kina (35,7 tr. J)i Indija(30,6 tr. J). SAD troši 23,2% svetske energije sa 4,6% svetskog stanovništva. ZapadnaEvropa troši 16,7% energije sa 6,5% stanovništva, Kina troši 10% energije sa 21%stanovništva, dok Indija troši 3% energije sa 16,3% stanovništva. Kanada, Norveška iSAD su najveći svetski potrošači energije po stanovniku (395, 390 i 335 GJ,respektivno). Manje razvijene zemlje troše znatno manje energije po stanovniku (Kina29,4 GJ). Prosečna potrošnja energije po stanovniku te 1996. godine iznosila je 63 GJ.

Tabela 2.1 Potrošnja energije, BDP, stanovništvo za odabrane zemlje, za 1996. godinu



7

Ako poredimo potrošnju energije po BDP, slika je prilično drugačija. Kanada troši24,5 MJ/$ BDP, SAD 16,2 MJ/$ BDP, Nemačka 9,1 MJ/$ BDP, Japan 7,1 MJ/$ BDP.Zemlje u razvoju, kao i Rusija (108,3 MJ/$ BDP) troše daleko više energije po jedinici proizvoda zemlje. Pored energetske efikasnosti, uticaj na ove brojke ima i struktura privrede (teška industrija, proizvodnja energije, ..., turizam, usluge, ...), klimatski uslovi,

veća rastojanja izme

đu gradova, ...). Velika potrošnja energije po jedinici BDP uzemljama u razvoju govori i da veći deo stanovništva vrlo malo učestvuje u formiranju

državnog bogatstva.

2.3 SVETSKI IZVORI ENERGIJE

Odnos korišćenih primarnih izvora energije u svetu, 1997. godine je bio: nafta39%, ugalj 25%, prirodni gas 21,5%, nuklearna (električna) energija 6,3, hidroenergija(električna) 7,5% i geotermalni i drugi obnovljivi izvori energije 0,7% (slika 2.2).

Slika 2.2 Svetska potrošnja primarnih energetskih resursa za 1997. godinu

Slika 2.3 Ostvarena potrošnja primarnih energetskih resursa i predviđanja do 2020.



8

Potrošnja ovih izvora od 1970. do 1997. godine i predviđanja potrošnje do 2020.data su na slici 2.3. Projekcija potrošnje energije do 2020. godine ukazuje da će se potrošnja nuklearne energije blago opadati, korišćenje obnovljivih izvora energije ćerasti, kao i potrošnja klasičnih fosilnih goriva (više prirodnog gasa nego uglja). Kada sehidro (obnovljiva) i nuklearna energija preračunava u primarnu energiju koristi se stepen

iskorišćenja termoelektrana od 31% (prema EIA – Energy Invormation Agency).U svetu je potrošnja energije za deset godina (1987-1997) rasla po linearnoj stopi

od 1,55% godišnje. Potrošnja uglja je rasla po stopi od 0,8% godišnje, prirodnog gasa2,45%, nafte 1,1%, nuklearne energije 2,2%, hidroenergije 2,1% i geotermalne i ostalihobnovljvih izvora po stopi od 13% godišnje. Potrošnja energije u SAD je rasla 1,7%godišnje, u Kini 5,3%, a u Indiji 6,6%, uglavnom zbog povećane potrošnje fosilnihgoriva. U SAD, godine 1996. ukupna potrošnja energije je iznosila blizu 90 triliona J(1018 J). Raspodela potrošnje energije po izvorima u SAD, data je na slici 2.4.

Slika 2.4 Raspodela potrošnje energije u SAD za 1996. godinu

Najveći udeo čini nafta (39,7%), prirodni gas (25,1%), ugalj (22,8%), ... Prikazaniodnosi se ne razlikuju značajno od svetske raspodele (slika 2.2). Godine 1996. oko 50,5%

potrošnje nafte i 12% potrošnje prirodnog gasa u SAD ostvarivane su uvozomenergenata.

2.4 SVETSKA POTROŠNJA STRUJE

Električna energija je finalni (sekundarni) oblik energije, pošto ju je potrebnogenerisati iz primarnih izvora energije (fosilna i nuklearna goriva, hidroenergija,obnovljivi izvori). Svetska potrošnja električne energije (1970-1997.) i predviđanja te potrošnje (do 2020.) prikazana su na slici 2.5. Ukupna proizvodnja (potrošnja) struje usvetu, 1997. godine je iznosila blizu 12·1012 kWh. Do 2020. godine prognoze ukazuju na

potrošnju od 21·1012

kWh.Godine 1997. električna energija se proizvodila iz fosilnih goriva (63%),hidroenergije (19%), nuklearne energije (17%) i manje od 1% iz drugih (obnovljivih)izvora, a što je prikazano na slici 2.6.

Kako je prosečna efikasnost termoelektrana oko 33,3% (1997.), one troše 32,6%ukupne primarne energije i oko 55,5% svetske fosilne energije. Veći deo ove fosilneenergije je iz uglja (80%), mada se u poslednje vreme sve više grade elektrane na prirodnigas, korišćenjem kombinovanog ciklusa (odeljak 5).



9

Slika 2.5 Potrošnja električne energije u svetu do 1997. i predviđanja do 2020. godine

Slika 2.6 Svetska proizvodnja električne energije prema primarnim izvorima (1997.)

Oslanjanje na visoku proizvodnju električne energije varira od zemlje do zemlje.Proizvodnja električne energije u SAD (1996.) iznosila je 3,08·1012 kWh. Za taj iznosugalj je doprineo sa 56,4%, nuklearna energija sa 21,9%, hidroelektrane sa 10,7%, prirodni gas sa 8,6%, nafta sa 2,2% i ostali izvori sa manje od 0,3% (slika 2.7).

Hidroelektrane su značajan proizvođač električne energije u mnogim zemljama. U Norveškoj se praktično sva električna energija proizvodi u hidroelektranama, dok je tajudeo u nekim drugim zemljama sledeći: Brazil 93,5%, Novi Zeland 74%, Austrija 70%,Švajcarska 61%. Kina i Indija proizvode oko 19% svoje električne energije izhidroelektrana. Danas većina velikih brana je izgrađena i veći deo hidropotencijala je većiskorišćen. Izgradnja novih brana na specifičnim lokacijama iziskuje velika ulaganja.Osim toga postoji jaka opozicija izgradnji velikih brana, potapanju velikih površinazemlje i iseljavanju stanovništva.



10

Slika 2.7 Učešće pojedinih primarnih izvora energije u proizvodnji električne energije uSAD (1996.)

Geotermalna energija je značajni izvor proizvodnje električne energije u Salvador

28,5%, Nikaragva 18,5%, Kostarika 10,3%, Novi Zeland 5,7%, Island 5,3%, Meksiko3,8%, Brazil 2,6%, Indonezija 1,8%, Italija 1,6%, ... U mnogim oblastima geotermalnaenergija predstavlja veliki potencijal za korišćenje toplotne i električne energije.Međutim, u ovom trenutku ona predstavlja ekonomsku konkurenciju fosilnim gorivimasamo na mestima gde su geotermalni izvori blizu površini (i sa dovoljnom temperaturomvode).

Za razliku od elektrana na fosilna goriva, nuklearne elektrane ne emitujuzagađivače vazduha i CO2. Ipak strah od nuklearnih akcidenata (Černobil 1986.) i problema nuklearnog otpada, doveo je do zastoja u izgradnji nuklearki u mnogimzemljama. U SAD nekoliko nuklearnih elektrana je ugašeno i pre isteka njihovog procenjenog životnog veka. Sa druge strane pojedine zemlje i dalje grade nove nuklearne

kapacitete, a nuklearna energija ima značajno mesto u ukupnoj proizvodnji struje:Francuska 76%, Južna Koreja 36%, Nemačka 29% (u Nemačkoj je poslednjih godina

došlo do prekida izgradnje novih nuklearki i prave se planovi za gašenje postojećih),Tajvan 27% i Japan 26%.

2.5 GLOBALNA EMISIJA UGLJENDIOKSIDA

Tabela 2.2 prikazuje svetsku emisiju štetnih gasova, preračunati na masuugljenika za odabrane zemlje, za 1996. godinu. Po apsolutnoj emisiji SAD i Kina sunajveći emiteri štetnih gasova (1407 i 871 Mt/god., respektivno), dalje sledi Rusija (496Mt/god.). U pogledu emisije po stanovniku, SAD i Kanada su najveći emiteri (5270 i4040 kg/st.god., respektivno), sledi Rusija (3340 kg/st.god.). U zemljama koje koristenuklearnu i hidro energiju za proizvodnju struje, emisija po stanovniku je niža. Na primer ukupna potrošnja energije po stanovniku za Nemačku i Francusku je slična (tabela 2.1,168 i 162 GJ/st.god., respektivno) ali je značajno različita emisija štetnih gasova (2790 i1600 kg/st.god., respektivno), pošto Francuska veliki deo električne energije dobija iznuklearnih centrala. Svetski prosek emisije štetnih gasova je 1100 kg/st.god. Može se primetiti da SAD emituje pet puta više štetnih gasova nego što je to svetski prosek.



11

Tabela 2.2 Emisija štetnih gasova u pojedinim zemljama, svedena na masu ugljenika za1996. godinu

U pogledu emisije ugljenika (štetnih gasova) po BDP, SAD i Kanada emituju 0,26i 0,25 kg/$ BDP, dok se ova emisija u Japanu, Nemačkoj, Francuskoj, Italiji i VelikojBritaniji kreće od 0,1 do 0,2 kg/$ BDP. Rusija i zemlje u razvoju emituju znatno višeugljenika po jedinici proizvoda. Izuzetak je Brazil koji veliku količinu svoje električneenergije dobija iz hidroenergije. Uticaj na ovu veličinu ima industrijska razvijenost,energetska efikasnost, pojedinačna struktura energetskih izvora i privrede.

2.6 FINALNA POTROŠNJA ENERGIJE U SAD

Kako bi mere uštede energije mogle biti uspešno sprovedene, potrebno jeraščlaniti njenu finalnu (krajnju) potrošnju po sektorima. Osnovni sektori potrošnjefinalne energije su stambeno-komercijalni, industrijski i transportni. Pregled će biti dat zaSAD, dok se u zavisnosti od strukture industrije, klimatskih uslova, transportnih potreba,ova raspodela može donekle razlikovati.

U 1996. godini, u SAD, potrošeno je blizu 90·1018 J i to prema sektorima:industrijski 40%, stambeno-komercijalni 32% i transportni 25% (u Evropi danas, ova

podela je približno 30%, 40%, 30%, respektivno). Savremeni trend u promeni overaspodele je rast stanovništva i prebacivanje potrošnje energije iz industrijskog sektora ukomercijalni (prelazak sa teške industrije na industrije visokih tehnologija). U SAD potrošnja energije po jedinici bruto proizvoda je u stalnom padu (1973-1996), od 19 GJ/$BDP (1973) do 13 GJ/$ BDP (1996). Pri tom je obračunski dolar bio iz 1992. Uzrok ove promene je sve veći udeo uslužnog sektora na ukupnu ekonomiju.



12

Trend potrošnje energije u tri glavna sektora u SAD, tokom perioda 1973.-1996. prikazan je na slici 2.8. Potrošnja energije u industriji je veoma malo rasla, nasuprotvelikom povećanju u druga dva sektora.

Slika 2.8 Trend potrošnje energije po sektorima u SAD (1973-1996)

2.6.1 Industrijski sektor

Na slici 2.9 je prikazana struktura potrošnje energije u industrijskom sektoru uSAD za 1994. godinu. Od ukupne energije koja se koristi u industriji, oko 35% koristekotlovi. Najveći deo ove energije se koristi za direktne procese, a manji deo za grejanje prostora. Direktni procesi troše 33%, pogon mašina 14%, prateća potrošnja čini 12%,elektrohemijske namene 3%, a procesi hlađenja (i ostali) troše 2% ukupne energije uindustrijskom sektoru.

Slika 2.9 Raspodela potrošnje energije u industrijskom sektoru u SAD (1994.)

Iako je industrijski sektor (u SAD) postao energetski efikasan, još postoji prostor za poboljšanja. Energija se može uštedeti njenom efikasnijom transformacijom,razmenom, efikasnijim pogonskim mehanizmima, promenljivim brzinama elektromotora.Kogeneracija električne i toplotne energije i u industriji može uštedeti značajnu količinuenergije, ukoliko industrijska energana proizvodi oba vida energije za potrebe proizvodnje.



13

2.6.2 Stambeni sektor

Na slici 2.10 je prikazana struktura potrošnje energije u stambenom sektoru uSAD za 1990. godinu. Od ukupne energije koja se koristi u zgradama (i kućama), oko40% (uglavnom električne energije) se koristi za aparate i osvetljenje, 34% za grejanje

prostora (uglavnom fosilna goriva), 16% za zagrevanje vode (uglavnom električnaenergija i prirodni gas), a 10% za klimatizaciju prostora (uglavnom električna energija).

Slika 2.10 Raspodela potrošnje energije u stambenom sektoru u SAD (1990.)

Mere uštede se odnose na bolju izolaciju objekata, smanjenju održavanetemperature (zimi), grejanje tople vode solarnom energijom, korišćenjem energetskiefikasnijih aparata, korišćenjem gasnih sijalica.

2.6.3 Komercijalni (uslužni) sektor

Na slici 2.11 je prikazana struktura potrošnje energije u komercijalnom sektoru uSAD za 1990. godinu. Od ukupne energije koja se koristi u ovom sektoru, oko 26% se

koristi za osvetljenje, 19% za grejanje prostora, 9% za kancelarijsku opremu, 8,5% zagrejanje vode, 7,5% za klimatizaciju prostora, 7% za ventilaciju, 5% za hlađenje, 3,5%za kuvanje i 14,5% za ostale namene.

Slika 2.11 Raspodela potrošnje energije u komercijalnom sektoru u SAD (1990.)

Slično kao u stambenom sektoru najveće uštede se mogu ostvariti u deluosvetljenja, grejanja prostora, klimatizacije i ventilacije.



14

2.6.4 Transport

Na slici 2.12 je prikazana struktura potrošnje energije u transportnom sektoru uSAD za 1993. godinu. Od ukupne energije koja se koristi u ovom sektoru, oko 42% troše personalni automobili, 20% laki kamioni, 16% teški kamioni, 9% letelice, 7% plovila, 4%

cevni transport i 2% železnica.

Slika 2.12 Raspodela potrošnje energije u transportnom sektoru u SAD (1993.)

Praktično svo gorivo koje se koristi u transportu se dobija iz nafte, koja se u SADu iznosu od preko 50% uvozi. Automobili su odgovorni za oko 50% prizemnogzagađenja vazduha i transportni sektor učestvuje sa 1/3 ukupne emisije CO2 u SAD.Očigledno da se u ovom sektoru mogu postići značajne uštede u potrošnji energije,smanjenje zagađenja vazduha i emisije CO2. To je moguće ostvariti smanjenjem masevozila, povećanjem energetske efikasnosti motora, korišćenjem elektromobila, hibridnihautomobila i povećanjem udela javnog transporta. Neke od ovih mogućnosti će bitirazmatrane u odeljku 8.

2.7 SVETSKE REZERVE ENERGENATA

2.7.1 Rezerve uglja

Ugalj se može naći na svim kontinentima. Nalazi se duboko zakopan podzemljom ili morskim dnom ili blizu površine. Karakteristike uglja variraju u zavisnosti odnjegovog biološkog porekla (šume, niska vegetacija, močvare, ...) i geoloških uticaja(starost, temperatura, pritisak). Zato su fizičke i hemijske karakteristike uglja (sadržajvlage, pepela, sumpora, azota, kiseonika, toplotna moć, tvrdoća, poroznost, ...) veoma promenljive. U tabeli 2.3 su prikazane osnovne karakteristike odabranih ugljeva iz SAD. Njihove karakteristike su veoma različite. Sadržaj ugljenika varira od najviših vrednostiza najstarije ugljeve (antracit) do najnižih vrednosti za mlade ugljeve (lignit). Sadržajsumpora u tabeli varira od 0,7% do 3,4%. Takođe, gornja toplotna moć (Hg) varira od31679 do 16444 kJ/kg.



15

Tabela 2.3 Sastav (prema masi) i karakteristike nekih ugljeva u SAD

Zbog tako različitih karakteristika uglja, teško je precizno proceniti svetskeenergetske rezerve uglja. Svetske rezerve uglja su procenjene na 1,037·1012 tona, odkojih jednu polovinu čini antracit i kameni ugalj, a drugu mrki ugalj i lignit. Uzimanjem prosečne vrednosti gornje toplotne moći za ove ugljeve, može se reći da svetske rezerve

uglja vrede 24·10

21

J. Godine 1995. svetska potrošnja uglja je iznosila oko 93·10

18

J/god.Ako bi se ovaj nivo potrošnje uglja zadržao u budućnosti (što je malo verovatno), svetskerezerve uglja bi trajale narednih 250-300 godine. Ukoliko bi se potrošnja uglja unarednom periodu povećavala za 0,8% godišnje, svetske rezerve uglja bi trajale još 140godina.

Zemlje u kojima se nalaze velike rezerve uglja su SAD (26%), bivši SSSR (25%),Kina (12%), Australija (10%), Nemačka (7%), Južna Afrika (7%), Poljska (4%), što je prikazano na slici 2.13.

Slika 2.13 Svetske rezerve uglja (1997.)

Kao dodatak postojećim rezervama uglja mogu biti još neotkrivena ležišta uglja,nazvana resursi. Neke procene definišu ove resurse uglja kao 140·1021 J. Ovi resursimogu pokriti sadašnju potrošnju uglja za narednih 1500 godina. Resursi se uglavnomnalaze na teritoriji Kine, bivšeg SSSR, SAD i Australije. Međutim resursi mogu bitismešteni duboko pod zemljom ili pod dnom okeana. U takvim slučajevima, troškovieksploatacije resursa će biti veći i od same njihove vrednosti.



16

2.7.2 Rezerve nafte

Termini nafta ili mineralno ulje predstavljaju sinonime. Sirova nafta se nalazi urazličitim delovima sveta, različitog kvaliteta i sastava, zavisno od biološke i geološkeistorije terena. Nafta se pojavljuje u geološkim rezervoarima ispod površine zemlje ili dna

mora, na dubinama do nekoliko hiljada metara. Najnoviji pregled (1997.) USGS(američki geološki pregled) procenjuje svetske rezerve nafte na 254,4·1012 litara.Raspored svetskih rezervi nafte po regionima je dat na slici 2.14. Najveće procenjenerezerve nafte ima Bliski Istok (42%), Severna Amerika (15%), Rusija (14%), Severna iZapadna Afrika (7,2%), Južna i Centralna Amerika (6,1%), Azija i Pacifik (5,5%),Kaspijski basen (3,5%), Zapadna Evropa (3,1%) i ostali (3,6%).

Slika 2.14 Svetske rezerve nafte (1997.)

Uzimajući u proračun gornju toplotnu moć sirove nafte od 38484 kJ/dm3, svetskerezerve nafte iznose 9,28·1021 J. Svetska potrošnja nafte 1995. godine je iznosila oko0,141·1021 J. Ukoliko se ova potrošnja nafte zadrži na ovom nivou u budućnosti (što je

malo verovatno, pošto će ona rasti), svetske rezerve nafte će potrajati narednih 65-70godina. Ako svetska potrošnja nafte bude rasla po stopi od 1,1% godišnje, trajanjesvetskih rezervi nafte biće samo 50 godina. Pojedini izvori predviđaju maksimalnu potrošnju nafte između 2005. i 2020. godine. Posle toga svetska proizvodnja nafte ćeopadati, što će se odraziti i na smanjenu potrošnju. Dakle, svetski apetiti za energijommoraće biti namireni iz nekih drugih izvora.

2.7.3 Nekonvencionalni naftni resursi

Kao dodatak konvencionalnim rezervama nafte velika količina tečnihugljovodonika je smeštena u različite geološke formacije, kao što su uljani škriljci i

katranski pesak. Naslage uljanih škriljaca u SAD postoje u basenu Kolorada i Apalačkom basenu. Katranski pesak je pronađen u kanadskoj provinciji Alberta, kao i u Venecueli iKolumbiji. Samo u SAD rezerve uljanih škriljaca su procenjene na 2·1021 J. Sa usvojenimkonverzionim faktorom od 60%, američki uljani škriljci nose 1,2·1021 J energije. To jedeset puta više nego što su poznate rezerve nafte u SAD. Međutim, eksploatacija i prerada nekonvencionalnih naftnih rezervi obično iziskuje veće troškove nego pri pronalaženju i eksploataciji klasičnih izvora nafte.



17

Osim toga ekstrakcija nafte iz uljanih škriljaca može štetno uticati na životnusredinu u većoj meri nego što je pumpanje nafte iz bušotina. U proseku ovaj mineralsadrži 60 do 120 litara nafte po toni škriljca. Ruda mora biti iskopana i zagrevana kako bise istisnula tečna nafta. Dakle znatna količina goriva mora biti utrošena kako bi se dobilanafta iz uljanih škriljaca. Ovaj proces zahteva složenu tehnologiju sprečavanja zagađenja

vazduha i vode. Takođe, iskoriš

ćeni mineral se mora odlagati na ekološki bezbedannačin, što takođe iziskuje troškove. Ekološki zakoni će svakako povećati troškove

eksploatacije nekonvencionalnih rezervi nafte. Posle naftne krize 1970. konzorcijumnaftnih kompanija počeo je realizaciju pilot projekta proizvodnje nafte iz uljanih škriljacaiz Kolorada. Međutim, kako su cene sirove nafte ubrzo pale sa 35$ po barelu na ispod20$ kasnih osamdesetih, sve aktivnosti na eksploataciji uljanih škriljaca u SAD suobustavljene. Danas sa cenama nafte iznad 100$ po barelu ova tehnologija postajeekonomski interesantna.

2.7.4 Rezerve prirodnog gasa

Sagorljivi deo prirodnog gasa sadrži uglavnom metan (CH4) sa pratećommešavinom težih ugljovodonika (etan, propan, butan). Tu su uvek prisutni i gasovi kojine gore, azot (N2) i ugljendioksid (CO2). Na primer, skoro otkriveno ležište prirodnoggasa (do 2000.) u indonežanskom arhipelagu sadrži do 70% CO2. U proseku prirodni gassadrži 74,4% ugljenika, 24,8% vodonika, 0,6% azota i 0,2% kiseonika.

Slika 2.15 Svetske rezerve prirodnog gasa (1997.)

Srednja gornja toplotna moć prirodnog gasa iznosi 55 MJ/kg ili 38,5 MJ/m3.Prirodni gas je najpoželjnije gorivo iz više razloga. Proces sagorevanja se odvija ubrzanosa malom (skoro minimalnom) količinom potrebnog vazduha što smanjuje zapreminu

kotla ili peći (u odnosu na naftu ili ugalj). Dalje, produkti sagorevanja mogu direktno pokretati gasnu turbinu u proizvodnji struje. Treće, sagorevanje prirodnog gasa ne proizvodi emisiju čestica i oksida sumpora. Četvrto, sagorevanjem prirodnog gasa proizvodi se samo polovina CO2 u odnosu na ugalj ili samo 3/4 CO2 u odnosu na naftu, pri istoj količini dobijene toplotne energije (veći sadržaj vodonika).

Američka organizacija USGS procenjuje svetske rezerve prirodnog gasa na191·1012 m3. Uzimajući u obzir gornju toplotnu moć prirodnog gasa, svetske rezerve gasaiznose 6,966·1021 J. Svetska potrošnja prirodnog gasa 1995. godine je iznosila 77,5·1018 J.



18

Ukoliko bi se ova potrošnja zadržala u budućnosti, svetske rezerve prirodnog gasa bi potrajale sledećih 85-90 godina. Ukoliko potrošnja gasa bude rasla po stopi od 2,45%godišnje, svetske rezerve gasa potrajaće sledećih 50 godina.

Raspored svetskih rezervi prirodnog gasa po regionima je dat na slici 2.15. Najveće procenjene rezerve prirodnog gasa ima Bliski Istok (24,3%), Rusija (23%),

Severna Amerika (17,4%), Azija i Pacifik (7,9%), Kaspijski basen (6,8%), Severna iZapadna Afrika (5,4%), Zapadna Evropa (5,2%), Južna i Centralna Amerika (3,6%) iostali (6,4%).

2.7.5 Nekonvencionalni gasni resursi

Poznato je da metan postoji i u nekonvencionalnim rezervoarima. To je prirodnigas zarobljen u peščaru, u škriljcima, u slojevima uglja, pod pritiskom ispod podzemnihrezervoara vode (geokomprimovani metan) i metan (nazvan hidrati) pronađen na pojedinim lokacijama na dnu okeana i ledenih kapa. Metan hidrati su u osnovi kristalileda u kojima je zarobljen metan, kao "gost" molekul. Ovakvi kristali su formirani podvisokim pritiscima i na niskim temperaturama, uslovima kakvi vladaju na dnu okeana iispod ledenih kapa. Prva četiri otkrivena rezervoara u SAD mogu dati oko 600-700·1018

J, što je oko 70% poznatih rezervi prirodnog gasa u SAD i oko 10% poznatih svetskihrezervi.

Količina metan hidrata na dnu okeana i ispod ledenih kapa može iznositi od 1 do2·1016 kg. Uzimajući u obzir gornju toplotnu moć metana (50,2 MJ/kg), uskladištenerezerve gasa iznose 5-10·1023 J, što predstavlja za dva reda veće količine nego što sudokazane rezerve gasa u svetu. Međutim, količina metan hidrata je spekulativna itrenutno ne postoji tehnologija koja će povratiti metan iz hidrata koji leže na dnu okeana iispod ledenih kapa.

2.7.6 Ukupne rezerve fosilnih goriva

Dokazane svetske rezerve fosilnih goriva su prikazane u tabeli 2.4. Ovde su date i procene njihovog trajanja.

Tabela 2.4 Svetske rezerve fosilnih goriva sa procenom njihovog trajanja



19

2.8 ZAKLJUČAK

Razvijene zemlje troše mnogo veću količinu energije i emituju mnogo veće iznoseCO2 po glavi stanovnika od zemalja u razvoju. Međutim, situacija je potpuno obrnutaukoliko se posmatra potrošnja energije po jedinici bruto domaćeg proizvoda (BDP).

Prema dostupnim i dokazanim rezervama fosilnih goriva one mogu potrajatimaksimalno 250-300 godina za ugalj, 65-70 godina za naftu i 85-90 godina za prirodnigas.

Nekonvencionalni izvori fosilnih goriva, kao što su uljani škriljci, katranski pesak,geokomprimovani metan i metan hidrat mogu produžiti životni vek fosilnih goriva ali ćenjihova eksploatacija zahtevati znatno veća ulaganja i složene tehnologije zaštite životnesredine. Cena isporučenog proizvoda će biti znatno viša nego što je to sada.

Osnovni zaključak je da bi štedele rezerve fosilnih goriva i smanjila emisijaštetnih gasova i CO2, čovečanstvo treba da poveća efikasnost korišćenja istih, kao i prelazak na značajnije korišćenje obnovljivih izvora energije.

Documents

Skripta - Poglavlje 2