35
UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA Alfredo Viškovi᥋ Bruno Safti᥋ Stanislav Anto ᥆ivkovi᥋

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

Alfredo Viškovi�Bruno Safti�

Stanislav Anto �ivkovi�

Page 2: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

SADR�AJ

PREDGOVOR..........................................................................................................IXUVOD.......................................................................................................................11. ŠTO JE TO UGLJEN.......................................................................................................9

1.1. Ugljen kao energetska sirovina................................................................................111.1.1. Povijest uporabe ugljena....................................................................................111.1.2. Kako se ugljen pretvara u električnu energiju?..................................................151.1.3. Važnost električne energije ................................................................................161.1.4. Ugljen u proizvodnji željeza i čelika ...................................................................171.1.5. Ugljen i cement..................................................................................................191.1.6. Ugljen kao kemijska sirovina..............................................................................191.1.7. Likvefakcija ugljena ............................................................................................20

1.2. Sastav ugljena i njegova svojstva ............................................................................201.2.1. Organski sastav ugljena.....................................................................................231.2.2. Faze pougljenjivanja ...........................................................................................261.2.3. Petrologija ugljena..............................................................................................281.2.4. Vrste ugljena ......................................................................................................29

1.3. Istraživanje ležišta ugljena i procjene rezervi...........................................................311.3.1. Metode istraživanja ............................................................................................311.3.2. Metode analize sastava i kvalitete ugljena ........................................................341.3.3. Metode izračunavanja rezervi ............................................................................371.3.4. Kategorizacija i klasifikacija rezervi ugljena .......................................................39

1.4. Eksploatacija ležišta i transport ugljena...................................................................431.4.1. Podzemna eksploatacija.....................................................................................431.4.2. Površinska eksploatacija ....................................................................................471.4.3. Priprema ugljena ................................................................................................501.4.4. Transport ugljena................................................................................................51

V

Page 3: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

1.4.5. Tehnologija skladištenja ugljena ........................................................................521.4.6. Sigurnost u rudnicima ugljena ...........................................................................541.4.7. Eksploatacija ugljena i šira zajednica.................................................................54

1.5. Utjecaji na okoliš ......................................................................................................551.5.1. Eksploatacija ugljena i okoliš .............................................................................55

1.5.1.1. Izmjene krajobraza .......................................................................................551.5.1.2. Poremećaji i slijeganje zemljišta iznad rudnika............................................561.5.1.3. Onečišćenje vode.........................................................................................561.5.1.4. Onečišćenje prašinom i bukom ...................................................................561.5.1.5. Sanacija i rekultivacija zemljišta ...................................................................571.5.1.6. Metan iz rudnika ugljena..............................................................................57

2. UGLJEN – ENERGIJA 21. STOLJEĆA ............................................................................61

2.1. Sadašnje prednosti.................................................................................................. 632.1.1. Sigurnost dobave energije .................................................................................632.1.2. Pouzdanost energetskih izvora ..........................................................................642.1.3. Fleksibilnost energetskih sustava......................................................................65

2.1.3.1. Energetska sigurnost ...................................................................................652.1.3.2. Potreba za fleksibilnošću .............................................................................66

2.1.4. Izvori energije .....................................................................................................672.1.4.1. Ugljen – izvor sigurne energije.....................................................................672.1.4.2. Ugljen – povoljan izvor energije ...................................................................722.1.4.3. Prekidi u opskrbi i nestašica električne energije .........................................742.1.4.4. Diversifikacija izvora energije .......................................................................772.1.4.5. Postizanje energetske sigurnosti .................................................................772.1.4.6. Strateške mjere ............................................................................................78

2.2. Energija 21. stoljeća.................................................................................................802.2.1. Proizvodnja ugljena ............................................................................................862.2.2. Potrošnja ugljena................................................................................................87

2.2.2.1. Ugljen i elektrifikacija ...................................................................................882.2.2.2. Ugljen i gospodarski razvoj ..........................................................................892.2.2.3. Ugljen ublažuje siromaštvo..........................................................................892.2.2.4. Ulaganje u lokalnu zajednicu........................................................................91

2.2.3. Trgovanje ugljenom, svjetska energetska scena...............................................922.2.4. Sigurnost energije ..............................................................................................99

2.2.4.1. Ugljen, veća sigurnost .................................................................................992.2.4.2. Obilnost resursa.........................................................................................1002.2.4.3. Energetska sigurnost .................................................................................1002.2.4.4. Cjenovna pristupačnost .............................................................................101

2.2.5. Daljnja poboljšanja u zaštiti okoliša .................................................................1032.2.6. Ugljen i energetska budućnost........................................................................103

2.2.6.1. Strateške mjere za osiguravanje potrebite energije ..................................104

3. TEHNOLOGIJE ČISTOG UGLJENA................................................................................107

3.1. Nove tehnologije eksploatacije i transporta ugljena .............................................1093.1.1. Alternativne metode eksploatacije ugljena......................................................109

3.1.1.1. Podzemno uplinjavanje ugljena..................................................................1093.1.1.2. Crpljenje metana iz slojeva ugljena ...........................................................1113.1.1.3. Tehnologije zasnovane na hidrauličnom dobivanju i transportu ...............114

3.1.2. Napredak u tehnologiji transporta i skladištenja ugljena ................................115 3.1.2.1. Napredak u tehnologiji transporta ugljena ................................................115 3.1.2.2. Napredak u skladištenju ugljena................................................................118

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

VI

Page 4: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

3.1.3. Tehnologije za smanjivanje emisija onečišćivača ............................................120 3.1.3.1. Priprema ugljena ........................................................................................1203.1.3.2. Smanjenje emisija onečišćivača ................................................................1203.1.3.3. Poboljšanje učinka......................................................................................1223.1.3.4. Smanjenje emisija CO2 utiskivanjem u podzemlje ....................................1253.1.3.5. Primjena koja se temelji na vodiku ............................................................128

3.1.4. Ugljen i zaštita okoliša .....................................................................................1283.2. Nove tehnologije sagorijevanja (učinkovite tehnologije izgaranja)........................130

3.2.1. Ekološka održivost ...........................................................................................1303.2.2. Prihvaćanje postojećih tehnoloških rješenja....................................................1333.2.3. Uporaba naprednih tehnologija .......................................................................136

3.2.3.1. Natkritična i ultranatkritična tehnologija elektrana ....................................1383.2.3.2. Integralno rasplinjavanje ugljena................................................................139

3.2.4. Razvoj i komercijalizacija tehnologija sljedeće generacije ..............................1403.2.4.1. Kaptiranje i geološko skladištenje CO2......................................................1413.2.4.2. Vodik iz ugljena...........................................................................................1493.2.4.3. Gorivne ćelije s integriranim rasplinjavanjem ugljena ...............................149

3.2.5. Iskorištavanje sinergija s obnovljivim izvorima ................................................1503.3. Međunarodni istraživački i razvojni projekti i očekivani napredak u budućnosti ..151

3.3.1. Međunarodni istraživački i razvojni projekti .....................................................1513.3.2. Očekivani napredak u budućnosti ...................................................................156

4. ZAKLJUČNA RAZMATRANJA ..................................................................................159

4.1. Održivost energije ..................................................................................................1614.1.1. Energetski sustav i određivanje njegove održivosti ........................................164

4.1.1.1. Primarna energija .......................................................................................1654.1.1.2. Sekundarna energija...................................................................................1664.1.1.3. Energetske usluge .....................................................................................1674.1.1.4. Održivost energetskog sustava .................................................................1684.1.1.5. Iskustva s fosilnim gorivima.......................................................................1684.1.1.6. Alternative fosilnim gorivima .....................................................................173

LITERATURA ......................................................................................................................179

KAZALO POJMOVA ...........................................................................................................185

O AUTORIMA.....................................................................................................................187

SADRŽAJ

VII

Page 5: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

PREDGOVORPred čitateljem je knjiga o ugljenu. O tome za laike crnom, prljavom, praš-

njavom energentu koji se počeo znatnije upotrebljavati oko 1750. godine, a povi-jesnu slavu i moć stekao je i imao početkom industrijske revolucije, u dobaparnog stroja J. Watta. No, ovo nije knjiga o prošlosti ugljena, ovo je studioznaelaboracija stručnog stava i argumenata kako i koliko je ugljen kao energetskasirovina na svjetskoj razini važan danas i u kojemu je smislu ugljen jedan od ener-genata budućnosti.

Kada krajem prvog desetljeća XXI. stoljeća dobijete u ruke knjigu o ugljenu, pakada uz tu imenicu bude stala značenjska oznaka "sigurna energija", prvo je pita-nje koje se nameće u svezi s najvećim problemom suvremenog svijeta – proble-mom globalnog zagrijavanja i klimatskih promjena – koliko je ta energija sigurna.Ugljen kao fosilno gorivo svojim sagorijevanjem stvara staklenički plin CO2 i stogaekološki i za globalnu klimu nije izvor sigurne energije! Dakako, čista tehnologijau današnjoj proizvodnji ugljena ne prevladava. Dokument "Clean Coal – Building aFuture through Technology" Svjetskog instituta za ugljen tek je zamisao, pomalobajkovita o mogućoj budućnosti. Upravo su pod globalnim ekološko-klimatskimzahtjevom, tzv. CCT-om (engl. clean coal technology, tehnologija čistog ugljena),u punom razvoju i tek trebaju pokazati što mogu ponuditi.

Na koji je način energija dobivena iz ugljena sigurna? Za što je sigurna? Za ko-ga je sigurna? Na koji to način jest ili možda može postati sigurnom? S geološko--rudarsko-energetskog (užeg) polazišta autori tvrde da je ugljen izvor energetskisigurne energije! On daje energetsku sigurnost. I to je sve. Tvrde, dakle, da jeugljen zajedno s ostalim izvorima energije – gorivo budućnosti. Njegove zalihe ineke sustavne prednosti (osim bitnoga ekološko-klimatskog nedostataka) govoreda će se njegova uloga u proizvodnji ukupne energije i za dva desetljeća zadržatina današnjoj razini, a u proizvodnji električne energije znatno porasti. Kada su većtako hrabro i drsko, ali u prvi mah nedovoljno jasno, u naslovu upotrijebili marke-tinški prikladnu oznaku "sigurna" (Kupite me, sigurna sam!), to su, kao studiozni iozbiljni autori, na stranicama ove knjige detaljno i razradili.

IX

Page 6: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

Nije pretjerano ustvrditi da je ovo ambiciozna knjiga koja, ako se prevede,može prijeći hrvatske nacionalne okvire.

Autori su u prvome poglavlju studiozno objasnili i razradili što je to ugljen i pritome detaljno obradili ove podteme: ugljen kao energetska mineralna sirovina,sastav ugljena i njegova svojstva, istraživanja ležišta i procjene rezervi, eksploa-taciju ležišta i transport ugljena te utjecaje na okoliš. U obradi posljednje podtemezačudo, po našemu mišljenju, nema prikaza utjecaja svjetske potrošnje ugljena naukupne planetarne emisije stakleničkih plinova i globalno zagrijavanje.

Svoj stav, ako ne i credo, izrazili su naslovom drugog poglavlja "Ugljen – energi-ja 21. stoljeća". U modernoj energetskoj, ekonomskoj i demografskoj konstelacijisvijeta ugljen je, kao jedna od sastavnica u "energetskom spletu", dokazuju autori,pouzdan izvor energije. Još ga ima u obilju, proizvodi se na raznim stranama svi-jeta, energetski je siguran, ekonomski/cjenovno povoljan, tržište ugljena funkcio-nira, njegova uporaba k tome ublažava siromaštvo i od koristi je lokalnim zajedni-cama u kojima se crpi. Osim toga, autori podsjećaju da ugljen nije upotrebljiv sa-mo u krutome agregatnom stanju, nego se može transformirati u plin, a plin utekućinu. Spomenimo još i likvefakciju ugljena te njegovu buduću primjenu zaekstrakciju vodika.

Potreba će za energijom u svijetu u idućim godinama i desetljećima rasti.Procjenjuje se da će se proizvodnja električne energije do 2030. udvostručiti uodnosu na današnju. Dio tih potreba nužno će se zadovoljavati iz fosilnih goriva.U duhu inženjerske racionalnosti i preciznosti autori ustvrđuju kako, za razliku odnafte i plina, mnoge zemlje imaju vlastite velike izvore ugljena. Kako bi se po-boljšala dostupnost energije u cijelom svijetu, energetski sustavi održali sigurni-ma, potrebno je upotrijebiti sve izvore, uključujući i ugljen. Njegov je udio međuenergentima koji se upotrebljavaju u proizvodnji električne energije na svjetskojrazini iznosio 40 % , a procjenjuje se da će do 2030. pasti na 38 %. Stoga će, kažuautori, uloga ugljena kao najobilnijega i najpovoljnijega energenta biti od pre-sudne važnosti. Dakle, iz tih argumenata slijedi da ugljen ima svoju energetskubudućnost. A što je s okolišem? "Tehnološki će pronalasci riješiti neprihvatljiveutjecaje na okoliš", kažu ukratko naši autori. Širenje će čistih tehnologija vezanihza ugljen, koje dakako danas ne prevladavaju, pri tome biti presudno.

Treći dio ove knjige odnosi se na "tehnologije čistog ugljena". To je po našemumišljenju sadržajno najvažniji dio knjige. Tu je i poglavlje o novim tehnologijamasagorijevanja ugljena koje sadrži razmatranja o ekološkoj održivosti, uporabi na-prednih tehnologija, "hvatanju" i "skladištenju" CO2 i slično. Ugljen danas nije čistogorivo i, najjednostavnije rečeno, nema budućnosti u ukupnom razvojnom plane-tarnom kontekstu XXI. stoljeća ako se ne proizvodi s pomoću čistih tehnologija.

Zaključna razmatranja vrlo sažeto govore o najvažnijemu – o održivosti energi-je. Iako cijelo vrijeme "navijaju" za ugljen, autori pokazuju da im je odlično poznataukupna složenost energetske problematike u svijetu. Na kraju se knjige začinje ipriča – vizija o vodiku kao glavnom gorivu novoga doba, koji se teoretski možeproizvoditi iz primarnog oblika energije kao što su drvo, ugljen, nafta, prirodni plinili neki drugi oblik.

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

X

Page 7: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

***

Vratimo se iz priče o ugljenu na kraju ovog predgovora na kontekst koji svenadređuje – na priču o glavnom razvojnom izazovu čovječanstva – globalnomzagrijavanju i klimatskim promjenama. Pitanje energije ipak nije glavni izazov,glavni je izazov ukupni opstanak ljudske vrste i ovoga planeta. Ponavljamo, ugljenje fosilno gorivo čijim sagorijevanjem proporcionalno nastaje najviše CO2, koji jenajrašireniji staklenički plin. Koncentracija se stakleničkih plinova u atmosferidanas približava razini od 400 ppm ekvivalenata CO2. Stotinama tisuća godina uprirodnim ciklusima zagrijavanja i zahlađivanja nije bilo više od 300 ppm ekvivale-nata CO2. Onečišćenje je planeta stakleničkim plinovima prouzročeno ljudskimdjelovanjem prisutno i već je desetljećima u stalnom porastu. Temperatura se sprosječnih 15,08 °C podignula za 0,7 °C, a na krajnjem sjevernom dijelu sjevernepolutke i više. Porast temperature dovodi do globalnog zagrijavanja, a ono pak doklimatskih promjena koje ugrožavaju dosadašnji višestoljetni klimatski komfor inarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera,pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život.

Svjetska proizvodnja i potrošnja ugljena na uobičajen tehnologijski način, kojinije nimalo proekološki, ima u tome znatan udio. Osobno se znanstveno bavimistraživanjem i promišljanjem održivosti i održivog razvoja, socijalnom ekologijomte, s motrišta dugoročne (idućih 50 – 100 godina) globalne ekološke održivosti,zagovaram planetarno (pa odatle i lokalno – hrvatsko), strategijsko, znatno brže,hrabrije i sustavno razvojno okretanje obnovljivim izvorima energije. Ekološka je iekonomska "uparena" dugoročna, na zdravu budućnost orijentirana, dobit i dobro-bit od tih izvora nedvojbena. Ako čiste tehnologije, čije osvajanje i širenje tekpredstoji, mogu spriječiti negativne posljedice za okoliš uporabe ugljena kao ener-getskog goriva te ako se emisije CO2 pri njegovu sagorijevanju mogu znatnosmanjiti, priča s motrišta dugoročnog razvoja ipak ima smisla. Kad bi razvojproizvodnje i potrošnje ugljena u idućim godinama i desetljećima krenuo u tominovativnom, za okoliš brižnom i povoljnom smjeru, ne bi dakako ni pisac ovogpredgovora mogao, kao ni tko drugi tko drži do zdrava razuma, možda nakonsvega ipak najjačeg alata pri razvojnim odabirima u daljnjoj budućnosti čovje-čanstva, zažmiriti na buduće energetske, ali i ukupne koristi od ugljena. Razvojtraži energiju, energetske sirovine, a ugljen stvoren od majke prirode još je plane-tarno znatnije zastupljen. Ako pri svojemu sagorijevanju ne uništava klimu, bio-sferu ni život sam (danas je to još sve malo vjerojatno), upotrebljavajmo ga i dalje.

Autori su se potrudili da se o ugljenu razmišlja na način koji je okrenut buduć-nosti, kao o korisnom energentu koji ne treba otpisati jer postoje rješenja za nje-gove osnovne (ekološki) negativne strane. Rudarsko-geološka struka, ali i sve stru-ke i djelatnosti vezane za pitanja energenata i proizvodnju energije, dobile su uHrvatskoj modernu i kvalitetnu knjigu – intelektualnu uzdanicu koja potvrđuje daugljen nije za povijesni muzej, nego da se kreativnošću, istraživanjima, novim na-porima ljudskog uma može od ugljena očekivati i buduća dobit i dobrobit za mo-derno, energije (ali istodobno uvijek i čistog okoliša) vazda gladno čovječanstvo.

Prof. dr. sc. Vladimir Lay, predsjednik Hrvatskog centra Znanje za okoliš

PREDGOVOR

XI

Page 8: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

1

UVOD

Ugljen je fosilno gorivo, crna ili smeđa sedimentna stijena. U kemijskom sas-tavu ugljena najviše su zastupljeni ugljik i vodik, zatim kisik, dušik i sumpor. Glavnisu nosioci toplinske vrijednosti ugljena sam ugljik i ugljikovodici. Najveći dionaslaga ugljena nastao je u prastaro doba, krajem paleozoika (u karbonu) pouglje-njivanjem ostataka biljaka koje su rasle u močvarnim ekosustavima. Ishodišnibiljni materijal taložio se u vodenim okruženjima gdje je niska razina kisikasprečavala truljenje.

Tijekom geoloških razdoblja biljna je tvar pretrpjela kemijske promjene, što jedovelo do stvaranja fosilnog ugljena. Smatra se da su Kinezi bili prvi koji su tajmaterijal upotrebljavali za grijanje. U Europi se počeo upotrebljavati početkom XII.stoljeća, ali tek nakon pronalaska i širenja parnog stroja njegovo je dobivanjepostalo važno za industrijski razvoj.

Ugljen je jedan od najvažnijih izvora energije za čovječanstvo, a njegova je pro-izvodnja jedan od najvećih onečišćivača. Pa ipak, još se 2005. godine oko 40 %električne energije u svijetu proizvodilo izgaranjem ugljena. Poznata nalazišta tre-bala bi osigurati rezerve za najmanje još 200 godina. Za razliku od nafte, nadkojom monopol ima mali broj zemalja, nalazišta ugljena nalaze se u cijelome svi-jetu: eksploatira ga i izvozi 110 zemalja, koje su u vrlo različitim političkim prilika-ma. To je velika prednost koja poništava mogućnost dogovora između proizvo-đača, tako da cijenu uvijek regulira konkurencija.

Europski je prosjek energije proizvedene u elektranama na ugljen oko 30 %. Unadmetanju za zamjenu nafte, plin odnosi pobjedu nad ugljenom jer manjeonečišćuje i jeftiniji je. Ugljen jače onečišćuje zbog kemijskih svojstava, kad izgaraon proizvodi ugljikov oksid, dušik i sumpor, ali i smrtonosni filtrat, prašinu kojalebdi u zraku i neumoljivo se taloži u plućima.

Ipak, onečišćujući elementi koji nastaju izgaranjem mogu se znatno smanjitiposebnim filtrima na izlazu iz plamenika koji uspijevaju blokirati više od 99 %prašine i 90 % sumpornog oksida, a zatim se kemijski mogu prikupiti i iskoristitiza proizvodnju građevinskoga gipsa. Dušikovi oksidi smanjuju se do 70 % zahva-ljujući plamenicima nove generacije.

Page 9: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

Pri osnutku Ujedinjenih naroda, 1945. godine, međunarodna sigurnost tegospodarski i društveni razvoj bili su hitni problemi svijeta nakon Drugoga svjet-skog rata. O temama okoliša nitko nije govorio. Do prvoga pravog buđenja svijestidošlo je tek trideset godina kasnije, godine 1972., kada je Rimski klub, nevladinaudruga znanstvenika, gospodarstvenika, poslovnih ljudi, aktivista za građanskaprava i šefova država sa svih pet kontinenata, što ga je 1968. godine osnovaoAurelio Peccei, a čija je misija bila da djeluje kao katalizator globalnih promjena,utvrđujući glavne probleme s kojima će se čovječanstvo suočiti, izjavio da smatrakako je model razvoja industrijaliziranih zemalja "bez budućnosti".

Studija "Granice rasta" (The Limits of Growth) koju je naručio prestižni bostonskiMIT (Massachusetts Institute of Technology) imala je velikog odjeka i izazvala jakomnogo polemika. Studija je bez imalo sumnje utvrdila da je svjetski gospodarskirast povezan s izvorima na našem planetu, izvorima koji će neizbježno biti iscrp-ljeni. Godine 1972. u okviru prve međunarodne konferencije o okolišu koja jeodržana u Stockholmu vlade sudionice priznale su potrebu zajedničkog suočava-nja s problemima okoliša, no nisu preuzele nikakve konkretne obveze. Sedamgodina kasnije održana je prva svjetska konferencija o klimi, ali unatoč hitnompozivu UN-a na konkretnu intervenciju zbog smanjenja klimatskih promjena vladesu još jednom kupovale vrijeme deklarirajući se spremnima za rješavanje proble-ma, ali je istodobno bilo mnogo tvrdoglavosti da se prizna kako ljudske djelatnostiimaju ikakvu odgovornost u pogoršavanju ekosustava našeg planeta. Podizanjetemperature i otapanje ledenjaka postali su predmetom proučavanja i drugih or-ganizacija, poput IPCC-a (Intergovernmental Panel on Climate Change, Međuvla-din odbor za klimatske promjene) koji je naznačio moguću i izravnu odgovornostčovjeka za klimatske promjene koje se događaju. Na Okvirnoj konferencijiUjedinjenih naroda o promjeni klime 1992. godine industrijalizirane zemljepreuzele su općenitu zadaću da smanje emisiju plinova koji pojačavaju efekt stak-lenika. Drugi izvještaj IPCC-a, onaj iz 1995. godine, znanstveno je prvi put dokazaovezu između industrijskih djelatnosti i promjene klime. Godine 1995. u Berlinu seodržala Konferencija stranaka na kojoj su se države sastale i prepoznale potrebuza preciznim zadacima i rokovima za smanjenje sve većih smrtonosnih emisijastakleničkih plinova. Naredni je korak bio pisanje i odobravanje Protokola iz Kyota.

Protokol iz Kyota, potpisan u prosincu 1997., nakon Okvirne konferencije Uje-dinjenih naroda o promjeni klime iz 1992., dokument je bez presedana: obvezujeindustrijalizirane zemlje i zemlje s tranzicijskim gospodarstvom da emisiju glavnihplinova odgovornih za efekt staklenika smanje za najmanje 5 % u odnosu na vri-jednosti iz 1990. godine. Golem je posao ponovno procijeniti koliko industrija iljudske djelatnosti utječu na okoliš, a u razdoblju od 2008. do 2012. istječe prvirok za nužne provjere. Sve zemlje Europske unije trebaju smanjiti emisiju za 8 %,a Hrvatska za 5 %.

Prosječna je globalna temperatura prema mjerenjima od 1860. do 2005. po-rasla za najmanje jedan stupanj. Prividno bezazlen podatak, ali on naznačujepromjenu u tijeku. Atmosfera, koja u normalnim uvjetima stvara korisni efekt stak-lenika zahvaljujući prisutnosti plinova koji održavaju temperaturu na razinama ide-alnima za život, postaje sve šira i gušća zbog porasta koncentracije ugljikova diok-

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

2

Page 10: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

sida i ostalih stakleničkih plinova. I dalje na Zemlju dolazi toplina Sunčevih zraka,ali se sve manji dio te topline u obliku infracrvenog zračenja može vratiti natrag uSvemir i dolazi do sve bržeg zagrijavanja. Porast globalne temperature znači uprvome redu sve dinamičnije promjene u atmosferi, a to se već događa i zabilje-ženo je porastom broja i intenziteta tropskih oluja na svim kontinentima, kao i nji-hovim pojavljivanjem tamo gdje ih prije uopće nije bilo, npr. u južnom Atlantiku.Još su mnogo važnije posljedice koje prijete: povećanje oborina i istodobno znat-no premještanje područja s mnogo ili malo oborina, poplave, porast razineoceana možda i do 6 m (zbog topljenja leda u polarnim područjima), otapanjeplaninskih ledenjaka i zbog toga nestanak pitke vode, trajno isušivanje tla sposljedicama na proizvodnju hrane, iznimno brze promjene u praktički svimekološkim sustavima na koje se mnoge vrste neće moći prilagoditi. Na kraju, pri-jeti nam trajna promjena morskih i zračnih struja koje su motor cijeloga kli-matskog sustava za redistribuciju topline od ekvatorijalnog područja premapolarnim, što znači da će doći do premještanja klimatskih područja kakvog nijebilo u povijesti čovječanstva.

I ne samo to, mnogi plinovi, a osobito klorofluorougljici koji se koriste zahlađenje te općenito u industriji, odgovorni su za smanjivanje ozonskog sloja kojištiti Zemlju od ultraljubičastih zraka koje potječu od Sunca i koje, nefiltrirane,mogu izazvati ozbiljne probleme: od tumora kože do šteta na kulturama i ekosus-tavima.

Protokol iz Kyota, osim što cilja na ograničavanje emisije ugljikova dioksida idrugih stakleničkih plinova, ima za cilj poticanje održivog razvoja korištenjemobnovljivih oblika energije i uklanjanje otrovnih plinova. To je izazvalo predvidljivepolemike. Prema nekima efekt staklenika zapravo se ne bi trebao pripisivati čov-jeku, nego čitavom nizu cikličkih prirodnih pojava kao što su zagrijavanje i hlađe-nje atmosfere koje je Zemlja već iskusila tijekom svoje povijesti, davno prije poja-ve čovjeka.

Ugljikov dioksid (CO2) spoj je nužan za održavanje života na Zemlji. Da ga nemau atmosferi, srednja temperatura našeg planeta bila bi nekoliko desetaka stup-njeva ispod nule, što bi činilo nemogućim razvoj bilo kojeg oblika života. Emisijeugljikova dioksida u atmosferi nadasve su prirodnog podrijetla, poglavito ihprouzročuju truljenje biljaka, vulkanske erupcije ili jednostavno disanje živih bića.Najveći dio ugljika vezan je u karbonatnim stijenama (vapnencu i dolomitu) nakopnu i u fosilnim gorivima (62 000 Gt). Osim toga, oko 40 000 Gt nalazi se namorskom dnu u obliku karbonatnih naslaga. U atmosferi se nalazi oko 600 Gt uglji-ka u obliku CO2, dok se ostalih 3 100 Gt nalazi u organskim molekulama od kojihse sastoje sva živa bića. Postoji ciklus kruženja ugljika između atmosfere, bio-sfere, hidrosfere i litosfere. U odsutnosti prinosa atmosferi koji prouzročuju ljud-ske djelatnosti, bilanca između unošenja u atmosferu i upijanja u oceanima i živimbićima trebala bi biti nula. Ali, dokumentirano je da koncentracija u atmosferiraste. Višak CO2, prouzročen emisijama izazvanima industrijskim i sličnim aktiv-nostima, utječe na povišenje srednje temperature našeg planeta s teško pred-vidljivim posljedicama, koje će u svakom slučaju destabilizirati biljni i životinjskisvijet. Te promjene bile bi sigurno tolike da ih čovječanstvo ne bi moglo ublažiti.

UVOD

3

Page 11: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

Ugljik u prirodi ima vrlo dug ciklus, različiti ga organizmi uzimaju iz organskihtvari koje potječu od biljaka ili životinja i dio putem disanja koriste za proizvodnjuenergije potrebne za život. Tijekom tog procesa organski se spojevi (sastavljenipretežito od ugljika i vodika) spajaju s kisikom stvarajući energiju, vodu i ugljikovdioksid. Produkti bivaju uneseni u atmosferu i u oceane. Atmosferski i oceanskiCO2 iskorištavaju biljke preko fotosinteze klorofila, procesa obratnog od disanja.Najveći se dio ugljika oksidira i taloži kao karbonatne stijene, a samo mali dio osta-je kao netopiva organska tvar kerogen, koja se u osobitim geološkim uvjetima i uvrlo dugom vremenu može transformirati u fosilna goriva – ugljen, naftu i plin.

Ljudske aktivnosti bitno su promijenile ciklus ugljika: unatrag barem dva sto-ljeća čovjek za vlastite potrebe osim drva pali i goriva fosilnog podrijetla, proiz-vodeći CO2 ritmom bržim od ritma kojim se on prirodno transformira u biljnu tvari fosilna goriva.

Na inicijativu prof. Rogera Revellea i Charlesa Davida Keelinga od 1958. godineradi Solarni opservatorij Mauna Loa na Havajskom otočju, koji mjeri koncentracijuugljikovog dioksida i drugih plinova prisutnih u zraku. Centar je smješten na 3 500metara iznad razine mora, južno od najviše planine Mauna Kee. Riječ je o mjestukoje je osobito važno za mjerenja, jer na toj visini i na tom položaju zrak nijeizložen nikakvu izravnom izvoru onečišćenja koje bi moglo utjecati na koncen-traciju ugljikova dioksida. Opservatorij je dakle mjerilo izvrsnosti i polazište zaocjenjivanje i uspoređivanje atmosferskih podataka na svjetskoj razini. Svakog sesata sakupljaju četiri uzorka zraka kako bi se utvrdila koncentracija CO2, a upotreb-ljava se analizator plina na infracrvene zrake.

Već je prvih godina primijećen porast, a nakon gotovo pola stoljeća mjerenjadefinitivno je potvrđeno da se godišnja stopa povećanja koncentracije ugljikovadioksida progresivno povećava, dvostrukom brzinom u posljednjem desetljeću sobzirom na šezdesete godine. Naravno, promjene prouzročuju i prirodni faktori,kao što je kolebanje količine CO2 koju apsorbiraju biljke i oceani, ali takvo golemoi stalno povećanje sigurno se može pripisati jedino industrijskim emisijama.Izračunato je da se svake godine u atmosferu ispusti oko 25 milijardi tona ugljika,što je previše za izmjenu ciklusa i dovoljan doprinos opasnom efektu staklenika.

Mjerenja izvedena na ledu na polovima pokazala su da su u 600 tisuća godinanajnovije povijesti Zemlje prije industrijske revolucije, koncentracije CO2 u atmos-feri ostale stabilne, između 180 i 280 ppm, a danas je to gotovo 380 ppm. Ipak,ugljikov dioksid može se izdvojiti i trajno uskladištiti na prirodnim prostorima u koji-ma ne može izazvati štete u okolišu ni na ljudima. U Sjedinjenim AmeričkimDržavama "izmišljena" je takozvana sekvestracija ugljikovog dioksida i to, paradok-salno, zbog industrijskih razloga kako bi se olakšalo vađenje nafte. U postupcimaza povećanje iscrpka nafte, koji se skraćeno nazivaju EOR (engl. enhanced oilrecovery), koriste se razne tekućine ili plinovi koji se utiskuju u nalazišta nafte kakobi se omogućilo njihovo gotovo potpuno iskorištenje.

Na naftnom polju Weyburn u Kanadi nacionalna naftna kompanija EnCanaprima od američke Dakota Gasification Company 5000 tona CO2 dnevno, prois-teklog iz procesa proizvodnje metana iz lignita. Kad je jednom uhvaćen, CO2 se

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

4

Page 12: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

pretvara u tekućinu i šalje u plinovod u Weyburn, gdje se utiskuje u duboke bušo-tine. Kad je konačno injektiran u ležišnu stijenu, ugljikov dioksid miješa se sasmjesom ležišnih fluida koja se sastoji od nafte, vode i plina, smanjuje viskozitetnafte i povećava joj obujam, te tako olakšava crpljenje. Na površini se CO2 izdvajaiz nafte i ponovno i definitivno opet injektira u podzemlje.

U posljednjih 250 godina količina ugljikova dioksida prisutnog u atmosferi po-većala se za oko trećinu, a čini se da predstoji i daljnji rast. Unatoč mjerama zasprečavanje te pojave danas je nemoguć trenutačan prestanak korištenja fosilnihgoriva, najodgovornijih za to povećanje. Ipak se može pokušati riješiti problemrazmišljanjem o alternativi s učinkom nula, primjerice, skladištenjem ugljikovadioksida pod zemljom u iscrpljena ležišta nafte ili prirodnog plina ili u slojevimaugljena, gdje se samo u SAD-u može uskladištiti barem 2,9 od 3,5 Gt CO2, kojese svake godine rasprše u atmosferu. Mjesta namijenjena toj svrsi trebala bi bitistabilna s geološkog stajališta, a u takvu bi stanju trebala ostati i sljedećih tisućugodina: ugljikov je dioksid teži od zraka i, ako se iznenada ispusti u velikim količi-nama, mogao bi naškoditi različitim živim bićima.

Još je jedno dugoročno rješenje geološko skladištenje ugljikova dioksida uduboke slane vodonosnike – propusne slojeve stijena na dubinama većim od1 000 m koji su ispunjeni mineraliziranom slojnom vodom. U projektima norveškenaftne kompanije Statoil za postrojenja za crpljenje prirodnog plina diljemNorveške već su postignuti jako obećavajući rezultati, a najpoznatiji je projekt napolju Sleipner gdje se još od 1996. utiskuje 1 MtCO2/god. tako da je to do sadnajveći europski demonstracijski projekt.

Sljedeća bi mogućnost mogla biti uskladištenje ugljikova dioksida u najdubljimslojevima oceana, gdje je već prisutan u količini 60 puta većoj nego u atmosferi.CO2 u uvjetima visokog pritiska i niske temperature postaje teži od morske vode,pa, ako se kanalizira prema dnu, zgušnjava se u masu koja poprima gustoćumekanog sladoleda. U dubinama bi se zatim spojio s vodom i kalcijevim karbona-tom prisutnim u stijenama i u blatu stvarajući tako kalcijev bikarbonat. Ta se mo-gućnost, međutim smatra najviše podložnom geohazardima (potresima, podmor-skim klizištima i sl.) i ne može se isključiti mogućnost trajne promjene kemijskogsastava oceana, što bi imalo nagle i katastrofalne posljedice.

Čovječanstvo ima veliki broj raznolikih energetskih mogućnosti za ispunjavanjesvojih osnovnih potreba. Pitanje je hoće li se učiniti dobar odabir u područjuenergije kada se taj izbor promatra u suodnosu s ostalim vrijednostima, posebiceu pogledu održivosti zaštite okoliša i cijene. Koji će se oblici energije preferirati?Koje će se tehnologije razviti? Hoće li se smanjiti (obuzdati) potrebe za energijomako su utjecaji koji nastaju zbog njezina korištenja štetni?

Pri istraživanju tih energetskih mogućnosti treba procijeniti fizički i tehničkipotencijal svake važnije opcije i njezin utjecaj na okoliš. Zatim se nastavlja susporednim vrednovanjem, procjenjivanjem svake opcije u odnosu na kriterije kojise odnose na ciljeve i teške ustupke u potrazi za održivim energetskim sustavom.

Ne možemo predvidjeti budućnost na temelju prošlosti, energetski sustaviipak imaju inercijske sile koje ograničavaju i oblikuju cilj kao što je održivost ener-

UVOD

5

Page 13: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

6

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

getskog sustava. Jedan razlog za inerciju energetskog sustava mala je brzinapromjene, osim kada dođe do većih oštećenja zbog rata ili prirodne katastrofe,nekih komponenata, posebice u urbanim dijelovima, važnije infrastrukture kao štosu transportne i električne mreže, važnija proizvodna postrojenja poput vodenihbrana i zgrada dugog vijeka. Njihova mala brzina promjene podržava vjerovanje uzacrtana predviđanja, posebice kada je riječ o razdoblju u kojem vjerojatno nećedoći do većih promjena. To ne znači da se može precizno predvidjeti karakterenergetskog sustava 50 ili 100 godina unaprijed, to znači da, uz neki stupanj si-gurnosti možemo predvidjeti određene karakteristike koje će vjerojatno postojatitijekom dijela toga razdoblja.

Drugi izvor inercije psihološka je povezanost glavnih donositelja odluke s ener-getskim sustavom koji im je već poznat. To utječe na fokus istraživanja i razvoja ina važnije investicije u infrastrukturu i proizvodne sustave koji konačno određujukarakter budućega energetskog sustava. Čak i kada bi rizik između dvije alterna-tive bio objektivno usporediv, rizici mogu izgledati lakše svladivima uz pomoć poz-natih tehnologija i resursa, odnosno onih koje se doimaju poznatima.

Konačno, osnovne su ljudske preferencije izvor inercije. U mnogim pogledimaljudske se preferencije daju oblikovati. Mode se brzo mijenjaju. Uvjerenja se razvi-jaju umjerenijim ritmom, ali mogu duboko utjecati na naše ponašanje tijekomdugih razdoblja. Međutim, za energetskog analitičara osnovne ljudske preferenci-je sa znatnim utjecajem na uporabu energije imaju znatnu stabilnost. Svi želeudobnost i praktičnost, što obuhvaća životni prostor primjerene veličine i udobnutemperaturu ambijenta. Taj čimbenik sam po sebi ima duboke posljedice za razvojenergetskog sustava jer će populacija i prihodi tijekom sljedećeg stoljeća rasti.Želja je za udobnim životom normalna. Za to je potrebna energija.

Pomoću razumijevanja tih inercijskih sila može se utvrditi mogućnost za obliko-vanje budućega energetskog sustava i predvidjeti izglednost njegova ostvarenja.U tome smislu ova je knjiga vježba u predviđanju i definiranju. Prvo, prije defini-ranja treba napraviti predviđanje. Ako predvidimo da je naš sustav na neodrživuputu, treba razviti određenje za pomicanje tog sustava s tog puta na drugi, različi-ti. To određenje mora biti utemeljeno na realnoj svijesti o inercijskim silama, takoda se može predvidjeti vjerojatna učinkovitost predloženih strategija.

Poznato je da su predviđanja nužno prožeta nesigurnošću zbog kompleksnihpovratnih veza u društveno-gospodarskim sustavima. Ali, nesigurnost nije oprav-danje za nedjelovanje. Čak je i takozvano nedjelovanje djelovanje; to je izbor zaostajanje na sadašnjem putu, pri čemu se silama koje oblikuju taj put dopušta dadjeluju bez ograničenja. Mora se znati gdje će se vjerojatno stići ako se ne učininišta. Ne može se izbjeći predviđanje i definiranje kada se govori o određivanjubudućega energetskog sustava [1].

Ova je knjiga kombinacija definiranja i predviđanja glavnih energetskih mo-gućnosti u traganju za održivim energetskim sustavom. Opisane su i vrednovanete mogućnosti u odnosu na sadašnje značajke i to kakve će vjerojatno biti u bu-dućnosti. Uspoređene su jedna s drugom kao i njihova prikladnost za različite ci-ljeve koje društvo ima pri izgradnji budućega energetskog sustava. Te glavne mo-

Page 14: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

"Osobna karta" ugljikova dioksida [4]

kemijska formula: CO2

plin bez boje, mirisa, inertan, nije zapaljiv, kemijski toksičan (zagušljiv) u visokim koncen-tracijama

topiv u vodi

pretvara se u tekućinu na kritičnom tlaku od 73,825 bara i pri kritičnoj temperaturi od31,06 °C

iako nije otrovan, može biti opasan jer je teži od zraka, pa se može akumulirati u nižim islabo ventiliranim područjima ili u zatvorenim spremnicima do postizanja opasnih kon-centracija

u koncentracijama u zraku nižima od 3 % ne izaziva smetnje; u koncentracijama od 3 do5 % može izazvati glavobolju; u koncentracijama od 8 do 15 % može izazvati glavobolje,mučnine, povraćanje; preko te koncentracije može izazvati srčanu insuficijenciju i imatičak smrtne posljedice

u tekućem stanju može izazvati čak i teške opekline na sluznicama

ugljikov dioksid prodaje se u tekućem stanju u bocama pod tlakom

upotrebljava se za razne industrijske potrebe:– za pripremu gaziranih voda i drugih napitaka– u industriji zaleđene hrane– u uređajima za gašenje požara– u pripremi natrijeva karbonata i alkalijskih bikarbonata– za dehidriranje penicilina– u industriji boja– za zavarivanje električnim lukom

7

UVOD

gućnosti nisu jedinstvene i vjerojatno će biti dio budućeg globalnoga energetskogsustava. Ne postoji konsenzus ni među stručnjacima, a stručnjaci i nestručnjacičesto imaju vrlo različite vizije o tome koja bi od njih mogla ili trebala dominirati.

U izradi procjene održivosti, vremenski je okvir očito kritičan. Održivost tijekom100 godina razlikuje se od održivosti tijekom 1000 godina. Često se fokusiramona sljedećih 50 – 100 godina. To je razdoblje dovoljno dugačko za znatnije trans-formiranje energetskog sustava, ali nije dovoljno dugačko da bi se približilo mašti.Ljudska povijest obiluje primjerima složenih i očito robusnih sustava koji su setijekom 50 – 100 godina pokazali zdravima, pa čak i tijekom stoljeća, a zatim sudoživjeli iznenadni slom [2, 3].

Knjiga ima četiri poglavlja. U 1. poglavlju objašnjen je nastanak ugljena, sastavi svojstva te energetske sirovine te metode njene eksploatacije kao i utjecaj naokoliš.

U 2. poglavlju dane su osnovne prednosti i objašnjeno je zašto autori smatrajuda je ugljen energetska sirovina koja će biti važna i u 21. stoljeću.

U 3. poglavlju se daje presjek novih tehnologija eksploatacije i sagorijevanjaugljena. Posebno se pozornost posvećuje sekundarnoj energiji. To je kritična kom-ponenta održivosti energetskog sustava koja obuhvaća sve veću ulogu vodika

Page 15: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

8

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

zajedno s elektricitetom i povećanu uporabu biomase u proizvodnji plinovitih itekućih ugljikovodika za izravno izgaranje.

U 4. poglavlju kao zaključak, dani su odnosi između održive energije i održivo-ga globalnog gospodarstva. Možemo doseći prvo, a ipak ne uspjeti kod drugoga.Ironično, jeftina i čista energija mogla bi pospješiti brzinu kojom ljudi prisvajajuzemlju i vodu, s očitim posljedicama za bioraznolikost i možda na koncu i za kri-tične biološke i meteorološke cikluse Zemlje.

Uzevši sve opcije u obzir, može se zaključiti da glavne energetske opcije kojese temelje na kvalitetnoj zaštiti okoliša, gospodarstvu i društvu imaju prednost, aliuz prepoznavanje opsega do kojega na odabire utječu ostali društveni i političkiproblemi kao što su širenje nuklearnog oružja, terorizam i energetska sigurnost.Opći je zaključak da se, unatoč tome što mnogi stručnjaci i laici govore, uz briguo utjecaju na okoliš i rizicima zapravo ne suočavamo s brzim (ali neizbježnim) kra-jem ere fosilnih goriva. Svjesni smo da sa stajališta tehnologije, resursa i gospo-darske perspektive postoji manje štetan energetski sustav ali relativno malogintenziteta pa i promjena smjera i zamjena postojećeg sustava neće biti ni jednos-tavna ni brza.

Page 16: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

1.

ŠTOJETO

UGLJEN

Page 17: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

1.1. Ugljen kao energetska sirovina

S petrološkog i geološkog stajališta ugljen ustvari i nije mineralna sirovina; unjegovu sastavu predvladavaju organske komponente nad anorganskim, uglav-nom mineralnim komponentama.

Činjenica je da se ugljen istražuje geološki i rudarski i eksploatira metodamakoje su u znatnoj mjeri iste kao i kod mineralnih sirovina, te ga se često tako i tre-tira u stručnim tekstovima, a metode se istraživanja zajedno i poučavaju u sklopugeologije mineralnih sirovina.

Geološki gledano, ugljen je biolit, što znači stijena nastala iz organske mate-rije.

1.1.1. Povijest uporabe ugljena

Ugljen ima vrlo dugu povijest. Neki povjesničari vjeruju da je prva komercijalnauporaba ugljena bila u Kini. Postoje izvještaji da se u sjeveroistočnoj Kini eksploa-tirao ugljen za taljenje bakra i za kovanje novčića oko 1000 god. pr. n. e. Ugljenačađa koja je pronađena među rimskim ruševinama u Engleskoj pokazuje da suRimljani upotrebljavali energiju iz ugljena prije 400-te godine. Kroničari srednjegvijeka navode prvi dokaz kopanja ugljena u Europi i čak međunarodnu trgovinu jerje ugljen iz otvorenih ugljenih slojeva (izdanačkih zona) na engleskoj obali prikup-ljan i izvožen u Belgiju.

Tijekom industrijske revolucije u 18. i 19. stoljeću potražnja ugljena jako je po-rasla. Velika poboljšanja parnog stroja koja je napravio James Watt, a koji je paten-tiran 1769. godine, bila su najzaslužnija za rast uporabe ugljena. Povijest kopanjai uporabe ugljena neodvojivo je povezana s poviješću industrijske revolucije,proizvodnjom željeza i čelika, transportom željeznicom i parobrodima.

Ugljen se također upotrebljavao za proizvodnju plina za plinske svjetiljke umnogim gradovima, koji je prozvan "gradskim plinom". Taj proces uplinjavanjaugljena inicirao je porast broja plinskih svjetiljki u gradskim područjima na po-

11

Page 18: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

četku 19. stoljeća, posebice u Londonu. Uporaba ugljenog plina u uličnoj rasvjetiprestala je tek uvođenjem suvremene električne rasvjete.

Širenjem uporabe električne energije u 19. stoljeću budućnost ugljena postalaje blisko povezana s proizvodnjom električne energije. Prvo praktično postrojenjeza proizvodnju električne energije na ugljen, koje je razvio Thomas Edison, počeloje raditi u New Yorku 1882. godine, a davalo je električnu energiju za kućnu ras-vjetu.

Nafta je na koncu pretekla ugljen kao najveći izvor primarne energije u 1960--im godinama 20. stoljeća, s ogromnim porastom u sektoru transporta. Ugljen jošuvijek igra glavnu ulogu u području primarne energije u svijetu, u 2002. godinipokrivao je 23,5 % globalnih potreba za primarnom energijom, 39 % svjetskih po-treba za električnom energijom, što je više nego dvostruko od prvoga sljedećegnajvećeg izvora, a imao je i znatan udio od 64 % u svjetskoj proizvodnji čelika1 [1].

Količina električne energije proizvedena iz ugljena različita je u pojedinim zem-ljama ovisno o rezervama ugljena i želji da se ne ovisi o jednom izvoru energije.

Svjetska trgovina ugljenom, osim visokokvalitetnih ugljena za koksiranje, neprelazi 15 % proizvodnje. To znači da se ugljen upotrebljava uglavnom u blizinimjesta gdje se i eksploatira.

Posebno cijenjena vrsta ugljena koja se upotrebljava za dobivanje koksa ugljenje za koksiranje. Proizvodi se samo u određenom broju zemalja, posebno jetržišno vrednovan. Proizvodi se manje nego ugljen za termoelektrane.

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

12

100 %90 %80 %70 %60 %50 %40 %30 %20 %10 %0 %

Izvor: IEA

Kina

*

Južn

aAf

rika*

Indi

ja*

Poljs

ka

SAD

Grč

ka

Kaza

hsta

n

Nje

mač

ka

Aust

ralija

Izra

el*

Mar

oko*

* podaci iz 2005.

Repu

blik

aČe

ška

Slika 1.1. Postotak električne energije proizvedene iz ugljena u odabranim zemljama

1 Primarna je energija sva energija koju potroše krajnji potrošači. To obuhvaća energijukoja se uporabljava za proizvodnju električne energije, ali ne obuhvaća samu električnuenergiju.

Page 19: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

2.

UGLJEN –ENERGIJA

21. STOLJEĆA

Page 20: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

2.1. Sadašnje prednosti

2.1.1. Sigurnost dobave energije

Energija, posebice električna, nužna je za gospodarski i društveni napredak,ona poboljšava kvalitetu života ljudi i mnoge podiže iz siromaštva. Ugljen je dugovremena bio i ostat će jedan od najsigurnijih oblika energije u našem društvu, iima brojne prednosti:

– ugljen je obilan izvor energije i široko je rasprostranjen– i gospodarski razvijene zemlje i zemlje u razvoju imaju velike vlastite rezerve

ugljena– ugljen je na dobro opskrbljenom svjetskom tržištu odmah dostupan i to iz

širokog raspona izvora – ugljen ima relativno pristupačne cijene– ugljen je siguran za transport i skladištenje– ugljen se može uskladištiti u rudnicima, elektranama ili na lokacijama između

njih– elektrane na ugljen vrlo su pouzdane– mogućnost uporabe ugljena vrlo malo ovisi o klimi ili padalinama– uporabom suvremene tehnologije ugljen može u potpunosti odgovoriti na

ekološke izazove koji se danas postavljaju.

Kako globalna potreba za energijom nastavlja rasti, posebice u gospodarstvi-ma koja se naglo industrijaliziraju i razvijaju, problemi vezani uz energetsku sigur-nost postaju sve važniji. Radi osiguranja solidnog gospodarskog rasta energijamora biti dostupna, pristupačna po cijenama i mora postojati siguran izvor energi-je koji nije podložan dugoročnim ili kratkoročnim poremećajima.

Siguran izvor energije obuhvaća dvije različite, a ipak povezane stavke:

– dugotrajnu sigurnost ili raspoloživost resursa

63

Page 21: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

Ugljen: sigurna energija (Coal: Secure Energy) posljednji je u nizu izvještaja WorldCoal Institute (Svjetskog instituta za ugljen) o doprinosu ugljena globalnom održivomrazvoju. U tom se izvještaju razvija teza koja je definirana u tekstu "Uloga ugljena kaoizvora energije (The Role of Coal as an Energy Source, WCI, 2003)" o ulozi ugljena uodržavanju globalne energetske sigurnosti putem sljedećih ključnih poruka:

1.Rezerve ugljena velike su i bit će na raspolaganju u predvidivoj budućnosti bez iza-zivanja geopolitičkih ili sigurnosnih problema.

2.Vlastiti resursi ugljena omogućuju gospodarski razvoj i mogu se transformiratitako da postanu zaštita od ovisnosti o uvozu i od cjenovnih šokova.

3.Ugljen je odmah dostupan iz mnogobrojnih izvora na dobro opskrbljenom svjet-skom tržištu.

4.Ugljen je pristupačan izvor energije.5.Za ugljen nisu potrebni visokotlačni cjevovodi ili posebni transportni putovi i te

transportne putove ne treba štititi uz veliki trošak.6.Ugljen se može jednostavno uskladištiti u elektranama i u skladištima koja se mo-

gu upotrijebiti u slučaju nužde.7.Energija na bazi ugljena dobro je poznata i pouzdana.8.Energija na bazi ugljena ne ovisi o klimi i može se upotrijebiti kao potpora obnov-

ljivoj energiji, posebice energiji vjetra.

Razvoj i uporaba čistih tehnologija ugljena, uključujući hvatanje i geološko skladi-štenje ugljika, omogućuju realiziranje pozitivnih aspekata energetske sigurnosti uzispunjavanje zahtjeva za zaštitu okoliša.

Ovaj je izvještaj poziv za stratešku potporu za:

– omogućavanje čiste i učinkovite uporabe ugljena– omogućavanje transfera tehnologije u gospodarstva u razvoju– promoviranje istraživanja, razvoja i demonstriranja– smanjenje nesigurnosti ulaganja.

Sve publikacije Svjetskog instituta za ugljen (World Coal Institute) i druge informa-cije o industriji ugljena dostupne su na www.worldcoal.org

9 U Izvje{taju Svjetskog instituta za ugljen (World Coal Institute) pod naslovom ^isti ugljen –gra|enje budu}nosti s pomo}u tehnologije (Clean Coal – Building a Future through Techno-logy), nalazi se detaljan opis ~istih tehnologija vezanih uz ugljen u pobolj{anju za{tite okoli{aod elektrana na ugljen.

2.1.2. Pouzdanost energetskih izvora

Potreba za pristupačnom i pouzdanom energijom za ispunjenje bitnih potrebakao što su rasvjeta, grijanje, kuhanje, transport i komunikacije, kao i poticanjeindustrijskog razvoja, izvan je svake dvojbe. Moderne tehnologije, koje zahtijevajuvisoku kvalitetu energetskih izvora, podupiru današnja društva i olakšavaju gospo-darski razvoj u mnogim nerazvijenim zemljama. Prekid dobave energije može iza-zvati velike financijske gubitke i propadanje gospodarskih centara, kao i mogućuštetu za zdravlje i stanje populacije9.

64

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

– kratkotrajnu sigurnost, koja je povezana s poremećajima dostave primarnoggoriva ili proizvedene električne energije.

Page 22: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

3.

TEHNOLOGIJEČISTOG

UGLJENA

Page 23: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

3.1. Nove tehnologije eksploatacije i transporta ugljena

3.1.1. Alternativne metode eksploatacije ugljena

3.1.1.1. Podzemno uplinjavanje ugljena

Neizravne metode podzemne eksploatacije isključuju podzemne rudarske ra-dove, tako da se ležištu pristupa bušotinama s površine.

Pionirski razvoj metode podzemnog uplinjavanja ugljena počeo je tridesetihgodina 20. stoljeća u bivšem SSSR-u, gdje su jedino u svijetu radile ili još rade ko-mercijalne stanice podzemnog uplinjavanja. Ruska su iskustva korištena u Zapad-noj Europi i SAD-u. Ruski i američki pokusi izvođeni su u različitim vrstama uglje-na, dok su europski pokusi osamdesetih godina izvođeni na kamenim ugljenimana većim dubinama (preko 800 m).

Tehnologija podzemnog uplinjavanja ugljena zahtijeva detaljno proučavanjemnogobrojnih fizikalnih i kemijskih čimbenika koji sudjeluju u procesu gorenja istvaranja produktivnih plinova, uz poštivanje geoloških i hidrogeoloških prilika uležištu. Eksperimenti in situ pokazali su dominantnu ulogu svojstava ugljena ipratećih naslaga na odvijanje postupka. Presudnu važnost imaju fizičko-mehanič-ka svojstva, priroda sloma i pokreta pratećih naslaga te hidrogeološke prilike uležištu.

Pokušaji podzemnog uplinjavanja ugljena izradom podzemnih rudarskih pros-torija vezani su uz početke razvoja metode i danas imaju povijesno značenje.

Metoda kontroliranog povlačenja injekcijske točke (engl. controlled retractinginjection point, CRIP) i metoda filtracije, odnosno njihova kombinacija uz primjenuusmjerenog bušenja i povezivanja reversnim izgaranjem, smatraju se danas per-spektivnijim od ostalih.

U ugljeni se sloj s površine na određenom razmaku izrađuju dvije bušotine:jedna injekcijska, kroz koju se utiskuju uplinjavajući agensi (zrak, kisik, vodena pa-

109

Page 24: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

gorivi plin zrakkisikvodena para

zona sušenja zona suhedestilacije

zonauplinjavanja

zona gorenja(oksidacije)

1 injekcijska bušotina

2 proizvodna bušotina

3 podzemni uplinjač

4 vezni kanal

5 ugljeni sloj

6 krovinske naslage (jalovina)

Slika 3.1. Shematski prikaz podzemnog uplinjača

U bivšem SSSR-u realizirano je pet proizvodnih i dvije pokusne stanice. Upli-njeno je oko 14 milijuna tona ugljena i dobiveno preko 40 milijardi Nm3 plina, kojise koristio u termoelektranama, toplanama i kemijskoj industriji. Prinos plina vari-rao je između 1,5 i 5,5 Nm3/kg ugljena.

Opsežna istraživanja provedena su u SAD-u između 1972. i 1983. godine u višecentara. Toplotne vrijednosti dobivenog plina kretale su se od 3,76 do 12,3 MJ/kg,a primijenjeni su injekcijski tlakovi od 1,8 do 35 bara. Dostignut je intenzitet proce-sa od 180 tona po uplinjaču na dan.

U njemačko-belgijskom pokusu (Thulin, Belgija) uplinjavan je 1,5 m debeli slojkamenog ugljena na dubini od 860 m. Primijenjeni su visoki injekcijski tlakovi

ra) i druga produkcijska, na koju izlaze gorivi plinovi. Sastav dobivenih gorivihplinova (ugljikov monoksid, vodik, ugljikovodici) ovisi ponajviše o vrsti uplinjava-jućih agenasa, a zatim o mnogobrojnim drugim čimbenicima (sastavu i toplotnojvrijednosti ugljena, gubicima topline, dotoku podzemne vode u uplinjač, brziniodvijanja reakcije itd.).

U početnoj fazi uplinjavanja potrebno je između dviju bušotina kroz ugljeni slojizvesti vezni kanal, čime se povećava prirodna propusnost ugljenog sloja, inačenedovoljna za postizanje visoke razine odvijanja procesa uplinjavanja, slika 3.1.

Općenito je prihvaćeno povezivanje reversnim izgaranjem od produkcijskebušotine prema injekcijskoj (djelomično izgaranje volatila i izvedba veznih kanalaispunjenih polukoksom povećane propusnosti) ili usmjerenim bušenjem uugljenom sloju.

110

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

Page 25: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

4.

ZAKLJUČNARAZMATRANJA

Page 26: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

4.1. Odr�ivost energije

Gospodarstva, posebice gospodarstva razvijenih zemalja, potpuno su ovisna ofosilnim gorivima: ugljenu, nafti i prirodnom plinu. To su neobnovljivi resursi kojiće jednoga dana biti iscrpljeni, a to će se, barem što se tiče ležišta nafte i pri-rodnog plina, dogoditi relativno brzo. Postoje jako različite procjene o tome kolikodugo će se civilizacija moći pretežito oslanjati na energiju iz fosilnih goriva, onese kreću u rasponu od nekoliko desetaka godina pa do dva stoljeća (ili više uz raz-voj iskorištavanja tzv. nekonvencionalnih ugljikovodika). Jedno je ipak sigurno, svisu Zemljini izvori ograničeni, pa tako i energetske mineralne sirovine i nedvojbe-no će se već u bliskoj budućnosti morati pronalaziti na sve to većim dubinama, usve složenijim geološkim uvjetima i na područjima koja su teško dostupna zaorganiziranje proizvodnje. To se zapravo već sad i počelo odvijati.

Fosilna goriva daju energiju izgaranjem i u procesu oslobađaju emisije plinovakoje su toksične za ljude, životinje i biljke. Neke od tih emisija mogu utjecati namijenjanje klime na Zemlji. Svaki stupanj u istraživanju, crpljenju, preradi, trans-portu i potrošnji fosilnih goriva nosi poznate utjecaje te moguće rizike za ljude iekosustave.

Jedno od rješenja je da se čovječanstvo odrekne fosilnih goriva. Ali koje sudruge mogućnosti? Energiju možemo koristiti mnogo efikasnije. Smanjenjempotrošnje energije u jednakoj ćemo mjeri smanjiti emisije plinova, a istodobno ćese smanjiti osiromašenje fosilnim gorivima. Može se povećati uporaba nuklearneenergije. Ona ima zanemarive emisije i praktički je neiscrpna. Može se obnovitipredindustrijska ovisnost o obnovljivoj energiji, ali ovaj put s naprednim tehnologi-jama.

Oslanjanje na nuklearnu energiju nije nimalo bolje i čak još više uznemiruje.Nesreće na Three Mile Islandu u SAD-u 1979. godine i Černobilu u Ukrajini 1985.godine potkraj 20. stoljeća potkopale su povjerenje javnosti u izgradnju velikogbroja nuklearnih elektrana. Isto tako danas nema povjerenja ni u to da se zapravomože sigurno rukovati radioaktivnim otpadom. Ostavljanje hrpa radioaktivnog

161

Page 27: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

LITERATURA

[1] Simon, H.: Prediction and Prescription in Systems Modelling. Operations Research38 (1), 7–14, 1990.

[2] Tainter, J.: The Collapse of Comples Societes. Cambridge University Press, Cambridge,1988.

[3] Diamond, J.: Collapse: How Societies Choose or Fail or Succeed. Viking Penguin,New York, 2005.

[4] The INFN – the National Institute of Nuclear Physics, .http://www.infn.it/indexen.php.

[5] World Coal Institute 2009, http://www.worldcoal.org/resources/coal-statistics/

[6] Coal Table Of Coal Production 2009 http://www.bp.com/sectiongenericarticle.do?categoryId=9023785&contentId=7044481

[7] Thomas, L.: Coal Geology. John Wiley & Sons, West Sussex, 2002.

[8] Građa Psaroniusa http://www.ucmp.berkeley.edu/IB181/VPL/SpheFe/SpheFe4.html iLycopsida – http://www.devoniantimes.org/who/pages/lycopsid.html

[9] Lepidodendron aculeatum –http://www.unimuenster.de/Rektorat/museum/d2m_gm07.htm , Calamites – http://www.ucmp.berkeley.edu/IB181/VPL/SpheFe/SpheFe2.html,Pecopteris –http://www.soton.ac.uk/~bam2/colindex/fossilindex/plants/carbonif/pages/pecop-pl.htm

[10] Sequoia affinis –http://www.ucmp.berkeley.edu/tertiary/eoc/greenplants.html i Taxodium cf. distinctum http://www.nhm.uio.no/palmus/galleri/montre/a31697.htm

[11] Velić, J., Saftić, B.: Petrologija ugljena. Interna skripta. Rudarsko-geološko-naftni fa-kultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 1997.

179

Page 28: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

[12] WCI Coal – Power for Progress, World Coal Institute, London, 2005.

[13] The Coal Resource. World Coal Institute, 2005.http://www.worldcoal.org/assets_cm/files/PDF/thecoalresource.pdf 20.10.2009.

[14] Francis, W., Wheeler, R.V.: CCCXC.– Studies in the composition of coal. The rationalanalysis of coal. J. Chem. Soc., 2967 – 2979, 1928.

[15] Fischer, F., Gluud, W.: Ber. demt. cem. Ges., 49.,1960, 1916.

[16] Fischer, F., Broche, M., Strauch, J.: Brennshtoff – chem. 5, 229, 6, 33, 1924,1925.

[17] Živković, S. A., Vrkljan, D.: Podzemna eksploatacija mineralnih sirovina., RGN fakultetSveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 1999.

[18] Živković, S. A., Vrkljan D.: Površinska eksploatacija mineralnih sirovina. RGN fakultetSveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 2002.

[19] Živković, S. A., Nuić, J., Leko, P., Tvrtković, I., Saftić, B.: Degradacijski procesi i tehno-logija odlaganja/utovara na skladištima ugljena. RGN fakultet Sveučilišta u Zagrebu iMinistarstvo znanosti i tehnologije, Zagreb, 2002.

[20] Survey of Energy Resources 2007. World Energy Council, London, 2007.

[21] BP Statistical Review of World Energy 2006. BP, London, 2006.

[22] Projected Costs of Electricity Generation, 2005 Update. OECD/IEA, Pariz, 2006.

[23] Prospects for CO2 Capture and Storage. OECD/IEA Pariz, 2004.

[24] Electricity Information 2005. OECD/IEA Pariz, 2005.

[25] Country Analysis Brief. Brazil Energy Information Administration, Washington D.C.,2005.

[26] The Frontier Line – A Transmission Project for the American West. Wyoming PublicService Commission i The California Public Utilities Commission, Cheyenne, 2005.

[27] Coal Daily International 05R-107, June 2005.: Argus Media Ltd, London, 2005.

[28] Saving Electricity in a Hurry. OECD/IEA, Pariz, 2005.

[29] Energy Commission Malaysia, 2004 – Presentation to WCI workshop. Beijing, svibanj2004.

[30] World Energy Investment Outlook 2003 Insights. OECD/IEA, Pariz, 2003.

[31] World Population Prospects: the 2004 Revision &World Urbanization Prospects: The2003 Revision. Population Division of the Department of Economic & Social Affairs,United Nations, New York, 2004.

[32] World Energy Outlook 2004. ECD/IEA, Pariz, 2004.

[33] World energy, technology and climate policy Outlook. European Commission –WETO - EC DG Research, Brusseles, 2003.

[34] Statistical Review of World Energy June 2005, BP, London, 2005.

[35] World Energy Outlook 2005: Middle East and North Africa Insights. OECD/IEA, Pariz,2005.

[36] Facts & Trends to 2050 – Energy & Climate Change. World Business Council forSustainable Development, Ženeva, 2004.

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

180

Page 29: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

[37] Wolfowitz, P.: Clean Energy for Development. Pozvano predavanje na World BankEnergy Week, Washington D.C, 6. ožujka 2006.

[38] Sustainable Entrepreneurship, the Way Forward for the Coal Industry. World CoalInstitute London, 2001.

[39] http://www.eskom.co.za/live/index.php

[40] Oil Market Report. OECD/IEA, Pariz, 2006. http://www.oilmarketreport.org

[41] AIDS Epidemic Update: December 2005. United Nations Programme on HIV/AIDS,Ženeva, 2005.

[42] BP Statistical Review of World Energy. BP, London, 2007.

[43] IHS Global Insight. http://globalinsight.com

[44] Coal Information 2005. OECD/IEA, Pariz, 2005.

[45] The Future of UK Gas Supplies. UK Parliamentary Office of Science & Technology,London, 2004.

[46] World Energy Assessment: Overview 2004 Update. UNDP/UNDESA/WEC, New York,2004.

[47] Technological Potentials for CO2 Emission Reduction in the Global Iron & SteelIndustry. OECD/IEA, Pariz, 2006.

[48] The Role of Coal as an Energy Source. World Coal Institute ,London, 2003.

[49] Schultz, K.: Turning a liability into an asset. World Coal, December, 38–43, 1997.

[50] Murray, D.K.: Coalbed methane in te USA: analogues for worldwide development. U:Coalbed Methane and Coal Geology . Ur.: R. Gayer i I. Harris. Geol. Soc. Spec. Publ.No. 109, 1–12, 1996.

[51] Life Extension of Coal-fired Power Plants. IEA Clean Coal Centre, London, 2005.

[52] Coal Power 5. IEA Clean Coal Centre, London, 2005.

[53] Reducing Greenhouse Gas Emissions – the Potential of Coal. IEA Coal IndustryAdvisory Board, OECD/IEA, Pariz, 2005.

[54] Towards Zero Emission Coal-fired Power Plants. IEA Clean Coal Centre, London,2005.

[55] IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage, Prepared by WorkingGroup III of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge UniversityPress, Cambridge, 2005.

[56] Coal Power 4. IEA Clean Coal Centre, London, 2004.

[57] Clean Coal Technologies Roadmaps. IEA Clean Coal Centre, London, 2003.

[58] Clean Coal Technology: Current Progress, Future Promise. National MiningAssociation, Washington D.C., 2003.

[59] Improving Efficiencies of Coal-fired Power Plants in Developing Countries. IEA CleanCoal Centre, London, 2003.

[60] ABB Alstom Power, Švedska. http://www.alstom.com/home/

[61] Supercritical Coal-fired Power Plants: A Technology Successfully Deployed in Deve-loping Countries. World Bank, Washington, D.C., 2004.http://www.worldbank.org/html/fpd/em/supercritical/supercritical.htm

LITERATURA

181

Page 30: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

[62] Clean Coal – Building a Future through Technology. IEA Clean Coal Centre, London,2004.

[63] Clean Coal Technology, Current. Progress, Future Promise. National MiningAssociation, Washington D.C., 2005.

[64] Trace Elements – Occurrence, Emissions & Control. IEA Clean Coal Centre, London,2003.

[65] CO2NET, http://www.co2net.eu/public/index.asp

[66] Prestona, C.: IEA GHG Weyburn CO2 monitoring and storage project: Preston. FuelProcessing Technology 86 (14–15), 2005.

[67] Podaci o naftnom polju Weyburn mogu se naći na adresi:http://www.seed.slb.com/en/scictr/watch/climate_change/weyburn.htm

[68] Putting Carbon Back Into the Ground. IEA Greenhouse Gas R&D Programme,Cheltenham, 2001.

[69] Act on Granting Priority to Renewable Energy Sources. The Federal Ministry for theEnvironment, Nature Conservation and Nuclear Safety, Berlin, 2000.

[70] Australian Coal Association website, ACA 2004.http://www.australiancoal.com/cleantech.htm#fuelcell

[71] World Energy Outlook 2002, OECD/IEA, Pariz, 2002.

[72] Dodman K.: Compact CFBs scaled up for Tha Toom. Modern power systems 18, 33–37, 1998.

[73] http://www.iea-coal.org

[74] Pacala, S. & Socolow, R.: Stabilization wedges: solving the climate problem for thenext 50 years with current technologies. Science 305, 968–972, 2004.

[75] Socolow, R. & Pacala, S.: A plan to keep carbon in check. Scientific American. 295,50–57, 2006.

[76] GEP Partners with Business for a Better World . Global Environmental FacilityRenewable Energy, Washington, D.C, 2001.

[77] Brown, L.: Eco-Economy: Building an Economy for the Earth Norton, New York, 2001.

[78] Hoffman, P.: Tomorrow's Energy: Hydrogen, Fuel Cells and the Prospects for aCleaner Planet. MIT Press, Cambridge, Mass., 2001.

[79] Leggett, J.: The Carbon War: Global Warming and the End of the Oil Era. PenguinBooks, New York, 2001.

[80] Raskin, P., Banuri, T., Gallopin, G., Gutman, P., Hammond, A., Kates R., Swart R.:Great Transition: The Promise and Lure of the Times Ahead. Stockholm EnvironmentInstitute, Stockhom, 2002. dostupno i na http://www.tellus.org/documents/Great_Transition.pdf

[81] Scheer, H.: The Solar Economy: Renewable Energy for a Sustainable Global Future.Earhtscan, London, 2002.

[82] Rifkin, J.: The Hydrogen Economy: The Creation of the Worldwide Energy Web andthe Redistribution of Power on Earth. Tarcher/Putnam, New York, 2002.

[83] Geller, H.: Energy Revolution: Policies for a Sustainable Future. Island Press, Covelo,Calif., 2003.

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

182

Page 31: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

[84] Heinberg, R.: The Party's Over: Oil, War and the Fate of Industrial Societies. NewSociety Publishers, Gabriola Island, B.C., 2003.

[85] Roberts, P.: The End of Oil: On the Edge of a Perilous New World. Houghton Mifflin,New York, 2004.

[86] Goodstein, D.: Out of Gas: The End of the Age of Oil. Norton, New York, 2004.

[87] Maddison A.: The World Economy: A Millennial Perspective. OECD, Pariz, 2001.

[88] Nakicenovic, N., Grubler, A.: Energy and the Protection of the Atmosphere.International Journal of Global Energy Issues 2000 – Vol. 13, No.1/2/3, 4–57, 2000.

[89] Marland, G., Boden T., Andres, R.: Global, Regional and National CO2 Emissions. U:Trends: A Compendium of Data on Global Change . Carbon Dioxide InformationAnalysis Center, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tenn., 2001.

[90] Patterson, M.: What is Energy Efficiency?. Energy Policy 24, 5, 377–390, 1996.

[91] Schipper, L., Meyers S., Kelly, H.: Coming in from the Cold: Energy-Wise Housing inSweden. Seven Locks Press, Santa Ana, Calif., 1985.

LITERATURA

183

Page 32: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

KAZALO POJMOVA

A

analize ugljena 35, 36, 37 antracit 21, 30, 71

B

bager lopatar 49bager s povlačnim košem 49, 54brodovi Handymax, Panamax, Capesize

52bušotine 109, 112, 113

C

cijevni transporter 117

D

duboki slani vodonosnici 5, 142Davyjeva svjetiljka 111

E

efekt staklenika 106, 125energetska sigurnost 65, 79, 99emisije 3, 58, 105, 124, 129

F

fosilna goriva 161, 165, 169

G

geološka istaživanja ugljena 34geološko skladištenje CO2 5, 65, 126,

141 gorjetina 32

H

hidraulični agregati, hidraulični pogon115

hidrodobivanje 114hidrotransport 44, 114humifikacija 27

I

inovacije 169, 172

J

jalovina, jalove mase, jalovi prekrivač47, 48, 50

K

kameni ugljen 21, 30, 71kaptiranje i geološko skladištenje CO2

(CCS) 103,125, 141karbon 21, 25kisele vode 56

185

Page 33: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

186

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

koksni ugljen 12, 14, 17, 94komorne otkopne metode 44, 45Kyoto protokol 3, 105

L

lignit 21, 30, 71

M

mehanizmi geološkog skladištenja CO2146

metan 57, 111, 148

N

nastupno otkopavanje 44

O

obnovljivi izvori 73, 80odlaganje 53, 54,120

održivost 7, 55, 126, 130, 168odstupno otkopavanje 44okoliš 55, 56, 128osnovno opterećenje 66otkopne metode 44, 45, 46otkrivka 47, 48, 49

P

petrologija ugljena 23, 28podzemna eksploatacija 43, 44, 54pougljenjivanje 20, 21, 29povećanje iscrpka nafte i plina (EOR) 4,

143površinska eksploatacija 43, 47, 49površinski kop 48, 49, 54priprema ugljena 49, 50, 123

R

raspoloživost 71, 100, 134, 201, 219rekultivacija zemljišta 57rezerve ugljena 37, 68, 70rezerve, izračunavanje 37 rezerve, kategorije i klase 39, 41

rotorni bager 48, 49rovni ugljen 48, 49, 120

S

skladišta 52, 53, 118skladištenje 52, 53, 119smanjenje emisija 120, 125, 134, 156smeđi ugljen 21, 30, 71staklenički plinovi 3, 106, 172stupanj elektrifikacije 96

Š

širokočelne otkopne metode 44, 45, 46

T

tehnologija 47, 79, 103, 109, 120, 176termalni ugljen 15, 94 termoelektrana 110, 150 termoelektrane bez emisija 106, 130, 131tračni transporter 49, 51, 116tresetište 21, 22 tresetizacija 27trgovina ugljenom 94,98turbina 15, 128, 139

U

učinkovitost 64, 123, 132, 162, 174ugljen, vrste 30 ugljenotvorci 24, 26ugljikov ciklus 3, 172 ugljikov dioksid 3, 7, 113uplinjavanje 109, 110, 111

V

vodik 103, 128, 149, 166vršno opterećenje 66

Z

zapunjavanje 44, 45, 46zarušavanje 44, 45, 46zemlje uvoznici ugljena 93zemlje izvoznici ugljena 94

Page 34: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

187

O AUTORIMA

Prof. dr. sc. Alfredo Viškovi�Prof. dr. sc. Alfredo Višković, dipl. ing. el., doktorirao je na Fakultetu elektro-

tehnike i računarstva u Zagrebu i završio doktorski studij informacijskih znanostina Filozofskom fakultetu u Zagrebu. Dobitnik je nagrade Akademije tehničkih zna-nosti Hrvatske (HATZ) Rikard Podhorsky za 2006. godinu za znanstvenoistraži-vačko dostignuće koje ima primjenu u gospodarstvu te godišnje nagrade HrvojePožar za stručni i znanstveni doprinos energetici.

Radno iskustvo autor je stekao u zemlji i inozemstvu, predaje i surađuje s insti-tucijama u RH i EU. Autor je više stručnih i znanstvenih članaka te djela među koji-ma je važno istaknuti knjige Elektroenergetika zemalja Europske unije – ulogadržave u eri privatizacije (Kigen, Zagreb, 2005.) u suradnji sa skupinom autora,profesora iz 12 europskih zemalja, Ekonomija i politika proizvodnje električneenergije – razlozi i kriteriji javne potpore obnovljivim izvorima energije, Protokol izKyota (Kigen, Zagreb, 2007.) u suautorstvu s prof. dr. sc. Luigijem de Paolijem sIEFE Università Luigi Bocconi di Milano, Svjetlo ili mrak: o energetici bez emocija(HATZ – Liderpress, 2007.) i Svjetlo ili mrak: energetska sigurnost – političko pitanje(HATZ – Liderpress, 2009). Rukovoditelj je u Sektoru za strategiju, planiranje inve-sticija i korporativni razvoj Hrvatske elektroprivrede d. d.

Prof. dr. sc. Bruno Safti�Prof. dr. sc. Bruno Saftić, dipl. ing. geol., diplomirao je na Zajedničkom studiju

geologije Sveučilišta u Zagrebu 1989. godine, a doktorirao je 1998. godine na Ru-darsko-geološko-naftnom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu na kojemu i sad radi. Naraznim je studijima, od preddiplomskih do doktorskog, nositelj kolegija iz područja

Page 35: UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA - GRAPHISnarušavaju red u ekosferi u svim njezinim segmentima (hidrosfera, atmosfera, pedosfera i biosfera), a na kraju ugrožavaju i sam život. Svjetska

geologije fosilnih goriva usmjerenih na metode istraživanja ležišta nafte, plina iugljena, na dubinsko kartiranje te na analizu taložnih bazena. Autor je niza radova,osobito o naftno-geološkim istraživanjima i građi hrvatskoga dijela Panonskogbazena. Dosad je sudjelovao na ukupno pet znanstvenih projekata koje je finan-cirala Vlada RH.

U novije se vrijeme bavi istraživanjima mogućnosti geološkog skladištenja CO2kao mjere za ublažavanje posljedica klimatskih promjena sudjelujući na trima pro-jektima Šestoga okvirnog programa EU (CASTOR, EU GEoCapacity i CO2NETEAST) i na jednom projektu Sedmoga okvirnog programa (ECCO). Kao voditeljizrade studije koju je financirao Fond za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitostnapravio je prvu procjenu kapaciteta geološkog uskladištenja CO2 na nacionalnojrazini.

Prof. dr. sc. Stanislav Anto �ivkovi�Prof. dr. sc. Stanislav Anto Živković, dipl. ing. rud., diplomirao je na Rudarskom

odjelu Tehnološkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu i doktorirao na Rudarsko-geo-loškom fakultetu Univerziteta u Tuzli. Radno iskustvo autor je stekao dugogodiš-njim radom u Rudniku Kreka (BiH), u kojemu je obavljao različite dužnosti odsmjenskog inženjera do generalnog direktora. Istaknuo se kao pionir na istraživa-njima bitnim na uvođenju kontinuirane tehnologije otkopavanja, transporta i odla-ganja na površinskim kopovima u teškim rudarsko-geološkim uvjetima.

Godine 1993. izabran je za predavača na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetuSveučilišta u Zagrebu, a 2004. postao je redoviti profesor. Bavio se tehnologijomeksploatacije, a posebice se angažirao na istraživanjima vezanim za radnu sredinui uzajamnost, povezanost strojeva i radne sredine. Uz mnogobrojne znanstvene istručne radove (80 radova) suautor je knjiga Rudarski strojevi (1999.), Podzemnaeksploatacija mineralnih sirovina (1999.) i Površinska eksploatacija mineralnih siro-vina (2002.). Knjige su odobrene kao sveučilišni udžbenici (Manualia universitatisstudiorum Zagrabiensis). Sa skupinom autora sudjelovao je na izradi Tehničkogleksikona (Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2008). Jedan je od autora i koor-dinator studije Ministarstva gospodarstva rada i poduzetništva republike HrvatskeStrategija gospodarenja mineralnim sirovinama republike Hrvatske, (2007.). Od2005. je u mirovini.

UGLJEN: SIGURNA ENERGIJA

188