Srednja škola Novska

Školska godina 2012./2013.

Projekt:

Obnovljivi izvori energije

U č enici:

Renata Augustin,

Teo Banjac,

Matea Bišof,

Mia Bukvić,

Tomislav Cikojević,

Ivana Galešić,

Dinko Kasumović,

Luka Kasumović,

Mislav Katušić,

Karlo Kesić,

Andrea Kozić,

Anamaria Martić,

Sara Pavlić,

Mia Žafran,

Fabijan Žunić

Voditelj/mentor: Gordana Divić, prof. mentor

UVODDana 26. travnja 1986. dogodila se katastrofa, dotada, neviđenih razmjera:

Oko 350.000 ljudi evakuirano je iz kontaminiranih područja u blizini reaktora. Prema procjenama UN-a, 4.000 do 9.000 ljudi je umrlo od posljedica te nuklearne katastrofe čiji je stupanj radijacije prema procjenama bio jednak onome od 400 atomskih bombi bačenih na Hiroshimu. Ne zna se puno o nekim podacima, a vlade pogođenih zemalja zataškavaju činjenice, čak i podmićujući znanstvenike.

(izvor: http://www.osijek031.com/osijek.php?topic_id=19233)

Radi se o nuklearnoj eksploziji u ČERNOBILU!!!!

Iz poštovanja prema toj katastrofi i kako se nikad ne bi dogodila slična, dana 26. travnja se svake godine obilježava Međunarodni dan obnovljivih izvora energije. Cilj je potaći svjetske vlade na prelazak s opasnih izvora energije, koji štete okolišu i cijelom čovječanstvu, na energije iz obnovljivih izvora.

U ovom projektnom radu, učenici su obradili obnovljive izvore energije (sunce, vjetar, voda, ocean, biomase), izvor energije budućnosti (fuzija), opasne i štetne po okoliš izvore (nuklearna energija, nafta, ugljen, plin) te zanimljivosti koje su nastale kao produkt borbe protiv zagađenja okoliša (pametne kuće i električni automobili).

Kao rezultat ovog rada nastao je i poseban rad učenika Dinka Kasumovića: „Energetska učinkovitost Novske i okolice“, kojim je na državnom natjecanju „Opisujemo sustave“ osvojio 4. mjesto.

Sadržaj

UVOD...................................................................................................................... 4

1. OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE.............................................................................6

1.1. Sunce...........................................................................................................6

1.2. Fotonaponske ćelije....................................................................................10

1.3. Voda...........................................................................................................13

1.4. Ocean.........................................................................................................16

1.5. Vjetar.........................................................................................................19

1.6. Biomasa i bioenergija.................................................................................21

2. OSTALI OBLICI ENERGIJE...................................................................................26

2.1. Nuklearna energija.....................................................................................26

2.2. Fuzijska elektrana - ITER............................................................................28

2.3. Nafta..........................................................................................................31

2.4. Plin.............................................................................................................37

2.5. Ugljen.........................................................................................................40

3. ZANIMLJIVOSTI..................................................................................................46

3.1. Pametne kuće.............................................................................................46

3.2. Električni automobili...................................................................................51

ZAKLJUČAK...........................................................................................................56

1. OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

1.1. Sunce

(Tomislav Cikojević i Ivana Galešić, 2.g1)

Sunce je zvijezda u centru našeg Sunčevog sustava. U središtu Sunca vodik se pretvara u helij i to nazivamo nuklearna fuzija.

S obzirom na ostale zvijezde, Sunce se nalazi u populaciji I, što znači da je bogato teškim elementima i metalima.

Kemijski sastav Sunca:

Energija

Energija je sposobnost tijela da obavi rad.

U svemiru ne postoje tijela i sustavi koji ne posjeduju energiju.

Energiju ne možemo uništiti, ona prelazi iz jednog oblika u drugi, s jednog tijela na drugo i uvijek u skladu sa zakonom očuvanja energije .

Vodik 73,46 %

Helij 24,58 %

Kisik 0,77 %

Ugljik 0,29 %

Željezo 0,16 %

Neon 0,12 %

Dušik 0,09 %

Silicij 0,07 %

Magnezij 0,05 %

Sumpor 0,04 %

Važnost Sunca

Sunce je potrebno za fotosintezu koja nas opskrbljuje hranom i omogućuje nam život.Zalihe fosilnih goriva na Zemlji također dugujemo Suncu.

Količina energije na Zemlji ovisi o neprestanim nuklearnim fuzijama na Suncu .

Sunčeva energija

Sunčeva energija je zračenje svjetlosti i topline sa Sunca.

Ljudi ju koriste od prapovijesti uporabom raznih neprestano napredujućih tehnologija.Sunčevo zračenje skupa s drugim sunčevim izvorima kao što su energija vjetra i energija valova, hidroenergija i biomasa zajedno čine većinu raspoložive obnovljive energije na Zemlji.

Uporaba sunčeve energije

Upotrebljava se samo neznatan dio raspoložive sunčeve energije.

Sunčeva energija omogućuje proizvodnju pomoću toplinskih strojeva ili fotonaponski.Sunčevom energijom možemo se grijati i proizvoditi električnu energiju.

Sunce i solarna energija

Sunce je gotovo neiscrpan izvor obnovljive energije te se većina tehnologije obnovljivih izvora energije na direktan ili indirektan način napaja iz Sunca.

Solarna energija je, osim što ne zagađuje okoliš, sasvim besplatna te omogućuje zagrijavanje prostora, vode te proizvodnju električne energije za rasvjetu.

Solarna elektrana

Budućnost i sadašnjost pripada prirodnim obnovljivim izvorima energije.

Struja „iz Sunca“ je najveći izvor energije dostupan čovječanstvu.

Solarni parkovi ili fotonaponske elektrane mogu biti samostojeće na otvorenim prostorima, ravnim ili kosim površinama sa fiksnim kutem ili s praćenjem Sunca à trackeri.

Solarna elektrana u Hrvatskoj

Najveća solarna elektrana u Hrvatskoj je u Orahovici.

Snaga elektrane je 500kW. Ta elektrana bi trebala opskrbiti 500 kućanstava električnom energijom. Elektrana je zajednički projekt grada Orahovice i ruskog investitora.

Solarno grijanje

Solarno grijanje je proces zagrijavanja vode ili prostorije uz pomoć solarne energije.Solarni kolektor direktno pretvara sunčevu energiju u toplinsku energiju vode.Postoje dvije vrste solarnih kolektora, a to su: nekoncentrirani i koncentrirani.

Nekoncentrirani plosnati kolektor:

Koncentrirani parabolični kolektor:

Podaci o Suncu:

Promjer 1 392 000 km

Masa 1,9891 x 1030 kg

Prosječna gustoća 1,411 g/cm3

Površinska temperatura 5780 K

Vrijeme obilaska oko središta galaktike 2,2 x 108 godina

1.2. Fotonaponske ćelije

(Teo Banjac, 4.g)

Fotonaponske ćelije direktno pretvaraju solarnu energiju u električnu energiju.

Fotonaponske ćelije od silicija, rade se od dva sloja, a razlika potencijala između ta dva sloja ovisi o intenzitetu solarnog zračenja.

Fotoni prilikom pada na površinu solarne ćelije svoju energiju predaju panelu i prilikom toga izbijaju negativno nabijene elektrone. Ti elektroni se kreću prema negativno nabijenoj strani panela. Uslijed razlike potencijala, generira se električna energija

Fotonaponske ćelije su mrežne sunčeve elektrane i sukladno s novim propisima o korištenju sunčeve energije u svim granama privrede, a naročito u stanogradnji, gdje su troškovi za grijanje i hlađenje znatno visoki, uvode se novi poticaji za ugradnju fotonaponskih ćelija.

Novi solarni fotonaponski sustavi su uglavnom ekonomski isplativi. Procjene su da vrijeme povrata investicije iznosi od 5 do 13 godina, ovisno o lokaciji i ostalim specifičnostima.

U urbanim okruženjima veliki ravni krovovi i fasade daju idealne velike površine za ugradnju integriranog solarnog sustava. Poslovni objekti imaju veliki potencijal u kompenzaciji troškova postavljanja visoko kvalitetnih obloga ili fotonaponskih elementa na krovovima.

Postavljanje fotonaponskih ćelija ne zahtjeva izdavanje lokacijske dozvole kod individualnih objekata. Međutim ako netko stanuje u stambenoj zgradi, potrebna je suglasnost ostalih stanara.

Dobro pozicionirani fotonaponski sustav sunčane elektrane instalirane snage od 1kW davao bi oko 750kWh/godišnje. Odnosno za 2 kWh autonomni sustav će generirati oko 1500 kWh godišnje, što je oko 50% od prosječne potrošnje električne energije za prosječno domaćinstvo.

Sve suvremenije tehnologije lansiraju na tržište nove vrste fotonaposkih elemenata koji imaju veću učinkovitost pri pretvorbi sunčane energije u električnu struju. Izvedba solarnih ćelija se mjeri u odnosu na njegovu učinkovitost kod pretvorbe sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Samo sunčeva svjetlost će učinkovito raditi za stvaranje struje, a mnogo toga se apsorbira u materijalu koji čine ćelije. Zbog toga, tipično komercijalna solarna ćelija ima efikasnost od 15% što znači da se oko 1/6 fotona generira u električnu energiju. Niska učinkovitost znači da su potrebna veća polja.

S novim vrstama fotonaponskih ćelija moguće je konstruirati lagane prozračne krovove koji propuštaju dnevno svjetlo i sastavni su dio krovne konstrukcije. Takav fotonaponski sustav je istovremeno pokrov i dio konstrukcije, ima estetsku funkciju i smanjuje troškove kroz uštedu na krovnim pokrovima.

Prednosti instaliranja fotonaponskog sustava

Višestruka prednost za korisnike, a i za okoliš.

Vlastiti izvor energije omogućuje energetsku neovisnost, izuzetno nisko održavanje, povećava vrijednost nekretnina.

Životni vijek je 30 ili više godina, a državni poticaji prilikom ugradnje smanjuju investicijske troškove, te čisti izvor energije pomaže u smanjenju globalnog zatopljenja.

Pozicija integriranih solarnih sustava je najčešće krov kuće koja je idealna podloga za instaliranje fotonaponskog sustava. U tom slučaju imamo na raspolaganju veliki neiskorišteni prostor koji je vizualno najmanje upadljiv i izravno izložen Suncu i svjetlosti.

Ukoliko netko nema mogućnost montaže na krovu, fotonaponski sustav se može montirati na nosivu konstrukciju na nekom drugom prikladnom mjestu koje ima dobru orijentaciju uz uvjet da je spojno mjesto za priključak na električnu mrežu u neposrednoj blizini.

Orijentacija: sustavi su najučinkovitiji na krovovima okrenutim prema jugu, jugoistoku i jugozapadu (do 95% efikasnosti), na sjevernoj strani iznosi oko 60% efikasnosti.

Fotonaponske ćelije mogu se instalirati na ravnoj i kosoj plohi s time da je optimalni nagib je od 30-40 stupnjeva. Preporuča se minimalni nagib od 15 stupnjeva kako bi se osiguralo ispiranje prašine sa ploča.

Površina ne smije biti u hladu od susjenih objekata ili drveća s obzirom da i manje prigušenje svjetla može dovesti do značajnog gubitka energije.

TIPOVI FN SUSTAVA

Paneli montirani na krovnu konstrukciju su moduli koji mogu biti montirani na fiksne okvire iznad postojećeg krovnog pokrova.

Na integriranom solarnom krovu moduli mogu biti sastavni dio zgrade i zamjena za konvencionalni crijep. To je posebno isplativo ako planirate izradu novog krovišta.

Funkcioniranje Integriranog solarnog sustava

1.Fotonaponska polja:

Dnevna svjetlost pada na panele i pretvara se u električnu energiju, čak i za oblačnih dana.

2. Inverter (mrežni pretvarač):

Generirana struja je jednosmjerna struja pa se uz pomoć invertera pretvara u izmjeničnu struju.

3. Kontroler napona

4. Brojilo i potrošnja

5. Ako se višak el. energije isporučuje HEP-u ugrađuje se dodatno brojilo

Kada solarni sustav generira više struje nego što se koristi, višak proizvedene električne energije (noću) može se distribuirati u energetsku mrežu HEP-a .

Fizičke i pravne osobe koje žele investirati u alternativnu proizvodnju energije mogu ostvariti poticaje. Ukoliko se sa HEP-om ostvari status ovlaštenog proizvođača električne energije putem solarnog fotonaponskog sustava, može se višak struje isporučiti HEP-u.

1.3. Voda

(Mia Bukvić, 2.g1)

Energija vode (hidroenergija) je najznačajniji obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji. Kada bismo pogledali 30-tak godina unazad, vidjeli bismo da je proizvodnja energije u hidroelektranama utrostručena, no time je udio hidroenergije povećan za samo 50%. U istom je razdoblju u nuklearnim elektranama proizvodnja povećana gotovo 100 puta, a udio 80 puta. Korištenje hidroenergije je ograničeno, pa je iz tog razloga to tako. Ne može se koristiti posvuda jer podrazumijeva obilje brzo tekuće vode, a poželjno je i da je ima dovoljno cijele godine, jer se električna struja ne može jeftino uskladištiti. Kako bi se poništio utjecaj oscilacija vodostaja grade se brane i akumulacijska jezera. Ono diže cijenu cijele elektrane, a i znatno se diže razina podzemnih voda u okolici akumulacije. Hidroenergija i nije sasvim bezopasna za okoliš, zbog toga što razina podzemnih voda ima dosta utjecaja na biljni i životinjski svijet.

slika 1. Najpoznatija hidroelektrana Hoover Dam u SAD-u

Jedan od većih problema kod akumuliranja vode je i zaštita od potresa, no i zaštita od terorističkog čina. Iskorišteno je oko 25% svjetskog hidroenergetskog potencijala. U nerazvijenim zemljama se nalazi veći dio neiskorištenog potencijala i to je povoljno jer se u njima očekuje znatan porast potrošnje energije. U strukturi elektroenergetskog sustava Hrvatske, više od polovice izvora čine hidroelektrane. Iz tog razloga Hrvatska spada među vodeće zemlje u proizvodnji energije iz obnovljivih izvora. Hidroelektrane se mogu podijeliti na više vrsta, no osnovna podjela je na protočne, akumulacijske (Hydroelectric Dam) i reverzibilne (Pumped-storage Plants) hidroelektrane. Protočne hidroelektrane su one koje nemaju uzvodnu akumulaciju ili se njihova akumulacija može isprazniti za manje od dva sata rada kod nazivne snage. Skoro direktno se koristi kinetička energija vode za pokretanje turbina. Glavni

dijelovi akumulacijske hidroelektrane su akumulacija, brana, zahvat, gravitacijski dovod, vodna komora, zasunska komora, tlačni cjevovod, strojarnica i odvod vode. Prva izvedba akumulacijskih hidroelektrana je pribranska, ona se nalazi ispod same brane, a druga izvedba akumulacijskih hidroelektrana je derivacijska, i ona se nalazi puno niže od brane, te je cjevovodima spojena na akumulaciju. Akumulacijske hidroelektrane su najčešći način dobivanja električne energije iz energije vode. Ljeti nastaje problem kada prirodni dotok postane premali za funkcioniranje elektrane. Tada se brana mora zatvoriti i potrebno je održavati bar razinu vode koja je biološki minimum. Također jedan od većih problema je i dizanje razine podzemnih voda.

Hidroelektrane možemo podijeliti i prema visini pada vodotoka, odnosno visinskoj razlici između zahvata i ispusta vode: a to su prve ili niskotlačne (pad do 25m), srednjetlačne (pad između 25m i 200m), i posljednje visokotlačne (pad iznad 200m). U Hrvatskoj je također definirana podjela na velike i male hidroelektrane s time da su male hidroelektrane prema zakonu poticani izvor energije, a poticaj se očituje kroz zakonski regulirane otkupne cijene električne energije iz takvih hidroelektrana. Između 18% i 20% ukupne svjetske proizvodnje električne energije potječe iz hidroelektrana. U razvijenim je zemljama poput Sjeverne Amerike i Europe iskorišten veći dio hidroenergetskog potencijala. Europa je dosad razvila 65% svog potencijala, Sjeverna Amerika 61%, Australija 40%, Azija 20%, Južna Amerika 19%, a Afrika samo 7%. Na slici 2. prikazan je udio u ukupnoj proizvodnji električne energije iz energije voda, gdje se vidi da najveći udio ima Azija sa 39%, iza nje slijede Sjeverna Amerika sa 26%, Južna Amerika sa 18% i Europa sa 13%.

Slika 2. Udio u ukupnoj proizvodnji el.energije iz hidroelektrana u svijetu

Korištenje vode kao izvora energije seže u daleku prošlost, otprilike 100 godina prije Krista kada su Grci i Rimljani počeli koristiti vodene kotače koji su se postavljali vertikalno i uzduž rijeke ili potoka, a koristili su se za mljevenje kukuruza između njegovih zupčanika. U Kini energija vode bila je važan izvor energije od

samih početaka razvoja,a počela se koristiti oko 1. stoljeća. Kineski vodeni kotači su najčešće bili horizontalni.

Slika 3. Kotač u sklopu Rimskog Akvadukta

1.4. Ocean

(Lana Matičević, 1.g)

ENERGIJA OCEANA

Svijet je došao u vrijeme kada treba sve više i više energije budući da potrošnja energije znatno raste na globalnoj skali. No ne samo da svijet treba energiju, već štoviše treba energiju iz obnovljivih, ekološki prihvatljivih izvora energije koji ne uzrokuju ekološke probleme. Najčešći problemi su globalno zatopljenje i zagađenje zraka. Jedan od tih novih obnovljivih izvora energije svakako bi mogla biti i energija oceana čija će važnost sigurno biti puno veća u budućnosti.

Oceani pokrivaju više od 70% Zemljine površine. Time predstavljaju vrlo interesantan izvor energije koji bi u budućnosti mogao davati energiju kako domaćinstvima, tako i industrijskim postrojenjima.

Trenutno je energija oceana izvor energije koji se vrlo rijetko koristi jer trenutno postoji malen broj elektrana koje koriste energiju oceana, a osim toga te su elektrane još uvijek malih dimenzija tako da je dio energije koji se odnosi na energiju oceana ustvari zanemariv na globalnoj skali. No kako obnovljivi sektor dobiva sve veće značenje s njime bi trebalo također porasti i iskorištavanje, ovog u najmanju ruku zanimljivog izvora energije.

Postoje tri osnovna tipa koja se koriste u iskorištavanju energije oceana. Možemo koristiti valove, odnosno energiju valova, oceansku energiju plime i oseke, a osim

toga možemo koristiti i temperaturnu razliku vode kako bi dobili energiju (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC).

ENERGIJA VALOVA

Energija valova je obnovljivi izvor energije. To je energija uzrokovana najvećim dijelom djelovanjem vjetra o površinu oceana. Elektrane na valove su elektrane koje koriste energiju valova za proizvodnju električne energije. Za korištenje energije valova moramo odabrati lokaciju na kojoj su valovi dovoljno česti i dovoljne snage.

Visina valova je najviša zimi, što se poklapa s vremenom najviše potrošnje električne energije. Kinetička energija valova može se početi efikasno transformirati u električnu energiju kada je visina vala veća od 1m. Zbog prirodnog potencijala valova, visokog tehnološkog stupnja razvoja, velikih energetskih zahtijeva i ekološke svijesti, najdalje u razvoju komercijalnih elektrana na valove došle su visoko industrijalizirane maritimne zemlje: Velika Britanija, Japan, Skandinavske zemlje i Australija.

Danas su u osnovi poznata tri načina korištenja energije valova ako su kategorizirana po metodi kojom prihvaćaju valove. To su: preko plutača, pomičnog klipa i njihalica ili lopatica.

Prednosti gradnje elektrana na otvorenom moru:

bolja iskorištenost valnog potencijala- veća raspoloživa površina za polja elektrana, a s tim ujedno i veća ukupna snaga za određenu zemljopisnu lokaciju

mogućnost napajanja offshore objekata mogućnost napajanja raznih tipova senzora s autonomnim energetskim

sustavom

ENERGIJA PLIME I OSEKE

Energija plime i oseke je jedan od najstarijih tipova energije koju koriste ljudi. Ta energija ne zagađuje okoliš, pouzdana je i lako predvidljiva za razliku od energije vjetra i valova. Sama energija plime i oseke se može koristiti na dva načina:

1. gradeći polupropusne brane preko estuarija s visokom plimom2. korištenjem toka plime i oseke na otvorenom moru

Plima i oseka nastaju kao posljedica gravitacijskih sila Sunca i Mjeseca. Za sad još nema većih komercijalnih dosega na eksploataciji te energije, ali potencijal nije mali. Ta se energija može dobivati na mjestima gdje su morske mijene izrazito naglašene

1.5. Vjetar

(Renata Augustin, 2.g1)

Obnovljivi izvor energije je izvor energije koji se dobiva iz prirode, te se može obnavljati. Najčešće takve energije su: vjetar, sunce, voda.

Protok zraka može se upotrebljavati za pokretanje vjetroturbina. Novije vjetroturbine imaju raspon snage od 600kW do 5MW. Područja gdje su vjetrovi snažniji i učestaliji, poput priobalja i mjesta velike nadmorske visine, preporučljiva su za izgradnju vjetroparkova. Omjer stvarno proizvedene energije na godinu do teorijskog maksimuma se naziva faktor kapaciteta.

Iskorištavanje energije vjetra je najbrže rastući segment proizvodnje energije iz obnovljivih izvora. U zadnjih nekoliko godina turbine na vjetar znatno su poboljšane. Najbolji primjer je njemačko tržište turbina na kojemu se prosječna snaga od 470kW 1995. godine povećala na 1280kW 2001. godine. Trenutno su u razvoju turbine koje će moći generirati snagu između 3 i 5MW.

Trenutno je cijena vjetrenjače veća od cijene termoelektrane po MW instalirane snage. Na primjer, kad jedrenjak razvije jedra, iskorištava energiju vjetra kako bi se kretao po moru. Takav se način korištenja energije vjetra koristio godinama. Vjetar je pomogao i u otkrivanju Amerike - i Kolumbovi brodovi bili su jedrenjaci.

Energija vjetra koristi se i u vjetrenjačama. U Nizozemskoj se vjetrenjače stoljećima rabe za pokretanje pumpi za vodu u nizinskim predjelima. Vjetar također pogoni i mlinove za mljevenje brašna ili kukuruza, na sličan način na koji u vodenicama mlinove pogoni potencijalna energija vode. Vjetar danas znamo koristiti i za proizvodnju električne energije u vjetroelektranama.

Uređaj za proizvodnju električne energije iz kinetičke energije vjetra ne zovemo vjetrenjača nego vjetroturbina. Znači, vjetrenjače pogone mlinove za brašno ili kukuruz, odnosno pumpe za vodu, a vjetroturbine nam služe u vjetroelektranama za proizvodnju električne energije.

Ako se promatraju karakteristike vjetra na prostoru Hrvatske, može se zaključiti da naša domovina ima dobar vjetropotencijal. To ne znači da je cijeli prostor Hrvatske izuzetno pogodan za gradnju vjetroelektrana. Na sreću, Hrvatska ima puno lokacija koje imaju zadovoljavajući vjetropotencijal. Mjerenja određenih karakteristika vjetra (brzina, smjer, učestalost) pokazala su kako je za iskorištavanje energije vjetra povoljnije područje Jadrana od kontinentalnog dijela Hrvatske. Stoga su prve hrvatske vjetroelektrane izgradene upravo na tom području. Riječ je o vjetroelektranama Ravna – Pag i Trtar Krtolin – Šibenik. S obzirom da je do sada u Hrvatskoj identificirano stotinjak potencijalnih lokacija za izgradnju vjetroelektrana, može se očekivati kako će broj vjetroturbina u narednim godinama rasti sve više.

Poticajne mjere Vlade Republike Hrvatske u iskorištavanju energije vjetra, nemaju samo gospodarsku već i ekološku osnovu. Prilikom rada vjetroelektrane ne dolazi do emisije ispušnih plinova ili krutih čestica, niti postoje drugi oblici zagađivanja okoliša koji karakteriziraju elektrane na fosilna goriva.

1.6. Biomasa i bioenergija(Mia Žafran i Dinko Kasumović, 3.g)

Mia:

BIOMASA je obnovljivi izvor energije koji se može podijeliti na energetske biljke i ostatke ili otpad. Od svih obnovljivih izvora energije (OIE), najveći doprinos u budućnosti očekuje se od biomase. Od biomase se mogu proizvoditi obnovljivi izvori energije kao što su bioplin, biodizel, biobenzin.

Postupci prerade i uporabe biomase:

kompostiranje (u svrhu dobivanja gnojiva)anaerobna digestija (biomasa trune u svrhu dobivanja metana i taloga koji se koristi kao gnojivo)fermentacija i destilacija (za dobivanje etilnog alkohola)destruktivna destilacija (proizvodi metilni alkohol iz otpada bogatih celulozom)piroliza (zagrijavanje organskog otpada bez prisustva zraka u svrhu proizvodnje zapaljivog plina i ugljena)spaljivanje u svrhu dobivanja topline i električne energije

Posebnosti biomase u odnosu na ostale OIE:

biomasa je jedini OIE koji se može promatrati kao energent sa svojim derivatimakorištenje biomase je ograničeno kriterijima održivostienergija iz biomase se može skladištitiprimarna energija iz biomase se može iskoristiti dalje od mjesta nastankaproizvodnja energije biomase omogućuje kontinuirani proces sličan kao i kod konvencionalne energije.korištenje energije iz biomase može donijeti naviše koristi za lokalnu zajednicu

Biomasa može poprimiti sva tri agregatna stanja:- čvrsta biomasa: drvo, kruti dio komunalnog otpada, peleti, briketi- tekuća biomasa: biogoriva, biodizel i bioetanol- plinovita biomasa: bioplin, sintetički plin

Biomasa se može podijeliti na :drvna biomasa (ostaci iz šumarstva, otpadno drvo), drvna uzgojena biomasa (brzorastuće drveće), nedrvna uzgojena biomasa (brzorastuće alge i trave), ostaci i otpaci iz poljoprivrede, životinjski otpad i ostaci, gradski i industrijski otpad.

Biomasa naziva se ugljično neutralno gorivo. Može doprinijeti globalnom zagrijavanju. To se događa kad se poremeti ravnoteža sječe i sađenja drveća (npr. kod krčenja šuma ili urbanizacije zelenih površina).

BIOPLIN je mješavina plinova koja nastaje fermentacijom biorazgradivog materijala u okružju bez kisika. Lakši je od zraka, bez mirisa je i boje. Dobiva se iz organskih materijala. Postoje dva osnovna tipa organske digestije (razgradnje):

- aerobna (uz prisustvo kisika) - proizvodi ugljikov dioksid, amonijak i ostale plinove u tragovima, proizvod se može upotrijebiti kao gnojivo

- anaerobna (bez prisustva kisika) – proizvodi metan, ugljikov dioksid, vodik i ostale plinove u tragovima

BIOGORIVO - na tržištu biogoriva dominiraju biodizel i bioetanol.

BIODIZEL je ekološki energent koji se dobiva iz biljnog ulja. Njegovim korištenjem smanjuje se emisija plinova i izbjegava se stvaranje efekta staklenika. Sagorijevanjem biodizela nastaje CO2 koji je neutralan. Bolje sagorijeva u motoru, a njegovim korištenjem smanjeno je zagađivanje zraka, vode i okoliša jer je biološki raz gradiv. Nusproizvodi koji nastaju tokom proizvodnje biodizela (glicerin, masne kiseline, lecitin) mogu se koristiti, čime se smanjuje potreba za njihovim uvozom. Od glicerina se pravi ekološko sredstvo za hlađenje motora, a ima i mnogostruku primjenu u farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji.Prednosti biodizela: po svojim energetskim sposobnostima jednak je običnom dizelu, ali ima puno bolju mazivost.

Najvažnije su njegove osobine vezane uz smanjenje onečišćenja okoliša.Nedostaci biodizela: postoji mogućnost začepljenja injektora, miris prženog ulja iz ispuha, visoka viskoznost, manja energetska vrijednost.

BIOETANOL se može proizvesti iz raznih poljoprivrednih sirovina. Uglavnom se koriste žitarice, šećerna repa (Europa), šećerna trska (Brazil), kukuruz (SAD). Nusproizvodi koji nastaju tokom proizvodnje bioetanola mogu se upotrijebiti kao stočna hrana obogaćena proteinima. Bioetanol se koristi u smjesi s benzinom.Od 2004. godine ubrzana je i proizvodnja bioetanola kao goriva. Brazil je vodeći svjetski proizvođač bioetanola iz šećerne trske.

Dinko

BIOMASA

Svijet se danas sve više okreće obnovljivim izvorima energije zbog njihove manje štetnosti za okoliš i sve manje količine fosilnih goriva. Biomasa je jedna od vrsta obnovljivih izvora energije koja nastaje od živih ili nedavno živih organizama. Kad se govori o biomasi najčešće se misli na drvo. Biomasa je sve zastupljenija u proizvodnji električne energije, toplinske energije, biogoriva te bioplina. Najvažnija značajka biomase je manja emisija štetnih plinova i otpadnih voda. Računa se da je opterećenje atmosfere s ugljikovim dioksidom pri korištenju biomase kao goriva zanemarivo, budući da je količina emitiranog ugljikovog dioksida prilikom izgaranja jednaka količini apsorbiranog ugljikovog dioksida tijekom rasta biljke. Također, tu su dodatne prednosti oko zbrinjavanja i iskorištavanja otpada te ostataka iz poljoprivrede, šumarstva i prerade drva, smanjenje uvoza energenta, ulaganje u poljoprivredu i nerazvijena područja. Tekuća goriva iz biomase su biodizel i etanol te se oni sve više koriste u cijelom svijetu. Takva goriva nastaju procesom fermentacije iz raznih poljoprivrednih ostataka, životinjskih ostataka, životinjskog izmeta. U Brazilu je zastupljena pretvorba šećerne trske u etanol, dok se u kineskoj pokrajini Sečuan biogorivo proizvodi iz gnojiva. U SAD-u su za sada najviše zastupljeni kukuruz, visoka prerijska trava i soja, dok Europa u proizvodnji biogoriva koristi uljanu repicu, pšenicu i šećernu repu. Predviđa se da će do sredine stoljeća u svijetu udjel biomase u potrošnji energije iznositi između 30 i 40 posto. Hrvatska ima sjajne potencijale u proizvodnji biomase, bogata je šumom i poljoprivrednim površinama ali su naravno nedovoljno iskorišteni.

KRUTA GORIVA

Izgaranjem krutih goriva dobiva se toplinska energija za grijanje u industriji i u kućanstvima, a paralelno možemo dobivati i električnu energiju. Takvi sustavi suproizvodnje toplinske i električne energije imaju visoku energetsku učinkovitost, primjere takvih pogona možemo pronaći u susjednim zapadno Europskim zemljama. Trenutno u Hrvatskoj imamo dvije toplane na drvnu sječku. Prva toplana na drvnu sječku u Hrvatskoj se nalazi u Ogulinu i u vlasništvu je UŠ Ogulin, osnovana 1995. godine, a druga se nalazi u Gospiću i otvorena je 2002. godine. U Novskoj će ove godine biti otvorena termoelektrana s pogonom na sječku.

SJEČKA je kruta biomasa koja nastaje usitnjavanjem drvnih otpadaka koji nastaju obradom drveta, ogranka, korijenja drveta, sječe grmlja i drugih oblika drveta. Ovaj oblik dobivanja energije je vrlo zahvalan jer se koriste materijali koji su neupotrebljivi za daljnju obradu i s odgovarajućom tehnikom možemo proizvesti toplinsku i električnu energiju. Sječka se proizvodi u pogonima koji usitnjavaju drvnu masu. Pogon za dobivanje drvne sječke imamo u našem gradu, a vlasnik je Tvrtka Quercus i pogon je regionalni centar za proizvodnju sječke.

Razvoj tehnologije je omogućio da sječku proizvodimo na mjestima gdje su stabla posječena, što smanjuje troškove prijevoza do pogona za proizvodnju i samim time se smanjuje emisija ispušnih plinova i tako čuvamo okoliš. Sječka se uglavnom koristi toplanama i termoelektranama koja se do njih dovozi kamionima.

U termoelektrani u Novskoj (Bročicama) će se višak topline koji nastaje radom elektrane usmjeravati na sušenje peleta, čime će se povećavati njihova energetska vrijednost i povećavati učinkovitost elektrane.

PELETI I BRIKETI nastaju sabijanjem usitnjene drvne mase (sječke) u rasutom stanju. Suzbijanjem nastaju valjkasti oblici koji su prikladniji za transport i imaju veliku ogrjevnu vrijednost. Koriste se za manje peći koje služe za grijanje kućanstava ili zgrada.

2. OSTALI OBLICI ENERGIJE

2.1. Nuklearna energija

(Luka Kasumović, 2.g)

Nuklearna energija je energija čestica koja je pohranjena u jezgri atoma. U jezgri su protoni i neutroni međusobno povezani jakim i slabim nuklearnim silama. Postoje dva različita načina dobivanja energije iz atoma. Atom možemo razbiti u dva lakša (fisija) ili spojiti dva atoma da bi se dobio jedan teži (fuzija). U oba slučaja oslobađa se velika količina energije, jer u ovakvim reakcijama jedan dio početne mase nestane, potpuno se pretvarajući u energiju.

Nuklearna fuzija je kada spoje dvije atomske jezgre. U nuklearnim fuzijama mogu sudjelovati samo laki elementi koji se sastoje od nekoliko protona i neutrona u jezgri. Vodik i njegovi izotopi (deuterij i tricij) najviše se koriste kod fuzije jer su laki elementi te oni stapajući se stvaraju jezgre helija. Fuzija se odvija na Suncu i drugim zvijezdama.

Nuklearna fisija je kada se jezgre atoma cijepaju. Kada se jezgre rascijepaju, oslobađaju energiju i

neutrone koji mogu pogoditi druge jezgre i tako započinje lančana reakcija. Uran je jedan od elemenata kod kojega je najlakše izazvati fisiju s velikim oslobađanjem energije. Najviše se koriste različiti izotopi urana i plutonija kod fisije. Fisija se primjenjuje u radu nuklearnih elektrana, a također nastaje i pri eksploziji atomske bombe.

Nuklearna energija je neobnovljiv izvor energije koji se ne može regenerirati niti ponovno proizvesti. U cijelom svijetu ukupno ima 443 nuklearna reaktora koji

služe dobivanju električne energije. Nuklearna energija danas proizvodi 17% električne energije u svijetu odnosno 7% globalne energije. SAD proizvodi najviše nuklearne energije. Danas najviše električne energije proizvodi u nuklearnim elektranama Francuska sa 75% proizvedene električne energije slijedi Litva sa 73% pa Belgija s 58%. Naša jedina nuklearna elektrana je nuklearna elektrana Krško. Nalazi se u Republici Sloveniji. Republika Hrvatska i Republika Slovenija suvlasnice su nuklearne elektrane, svaka s udjelom od 50% te svaka dobiva 50% proizvedene električne energije. Snaga elektrane je 696 MW. Električna energija dobivena iz NE Krško čini oko 16% od ukupne električne energije potrošene u Republici Hrvatskoj u jednoj godini.

Kako se sve više raste broj država s nuklearnim elektranama tako i raste mogućnost da pojedinci iskoriste gorivo u svrhu terorizma. Tako bi teroristi s nuklearnom tehnologijom mogli prouzročiti nuklearne katastrofe. Najteža nuklearna katastrofa dogodila se u ukrajinskom Černobilu 1986.U eksploziji reaktora na licu mjesta je poginulo 32 ljudi. Tisuće osoba preminule su od posljedica eksplozije tijekom godina i desetljeća koji su uslijedili. Oko 120.000 osoba moralo je biti preseljeno iz ozračenog prostora.

Jedna od najnovijih nuklearnih nesreća je ona u Japanu, u gradu Fukushima, koja je nastala kao posljedica tsunamija koji je pogodio Japan 2011. godine.

2.2. Fuzijska elektrana - ITER

(Fabijan Žunić, 3.g)

ITER = International Thermonuclear Experimental Reactor

ITER međunarodni istraživački i inženjerski projekt iz područja nuklearne fuzije.

U fizici je nuklearna fuzija proces u kome se spaja više atomskih jezgri pri čemu nastaje teža atomska jezgra. Jedan od ciljeva projekta ITER je demonstriranje upotrebe nuklearne fuzije za proizvodnju električne energije i skupljanje podataka nužnih za konstruiranje prve fuzijske elektrane. ITER trenutno gradi najveći i najnapredniji eksperimentalni Tokamak, tj. nuklearni fuzijski reaktor u mjestu Cadarache na jugu Francuske.

Članice i vodeće države u ITER projektu su Europska unija, Japan, Kina, Indija, Južna Koreja, Rusija i SAD.

Cijena izgradnje ITER reaktora procijenjena je na pet milijardi eura u prvih deset godina razvoja, a dodatnih pet milijardi eura predviđena je cijena 20-godišnjeg operacijskog perioda.

Datum/godina Događaj

21.11.2006.Sedam sudionika se složilo osnovati stvaranje nuklearnog fuzijskog reaktora

2008. Priprema gradilišta započinje, ITER ruta započinje.

2009. Završeno pripremanje gradilišta.

2010. Iskapanja za Tokamak započinju.

2013. Predviđeno: Početak kompleksa izgradnje za Tokamak.

2015. Predviđeno: Slaganje Tokamaka započinje.

2019.Predviđeno: Slaganje Tokamaka završeno, početak upumpavanja torusa.

2020. Predviđeno: Postignuće prve plazme.

2027. Predviđeno: Početak deuterij-tricijske operacije.

2038. Predviđeno: Kraj projekta.

Sam ITER je dizajniran da proizvodi 500 MW izlazne snage sa 50 MW ulazne snage, odnosno da proizvede 10 puta više energije nego što je potrošio.

TOKAMAK je dizajn koji proizvodi prstenasto magnetsko polje za zarobljavanje plazme. To je samo jedan od više tipova magnetskog zarobljavanja plazme, ali je trenutno vodeći kandidat za proizvodnju fuzijske energije. Plazmu je potrebno zarobiti tako da ne dodiruje stjenke tokamaka, jer ju je potrebno grijati na tako veliku temperaturu koju niti jedan poznati materijal na Zemlji ne bi mogao podnijeti bez taljenja.

ITER je tokamak, u kojemu snažna magnetska polja zadržavaju prstenasto oblikovanu plazmu. Cilj stroja je da se pokaže produžena fuzija u deuterij-tricij plazmi.

ITER reaktor baziran je na Tokamak konceptu u kojemu se vrući plin zarobljava u torusnoj komori koristeći magnetsko polje. Plin se zagrijava na preko 100 milijuna °C i taj dizajn bi trebao davati oko 500 MW fuzijske snage.

ITER će proizvoditi oko 500 MW (izlazna snaga) iz fuzije prilikom nominalnog rada u pulsevima od 400 sekundi i duže. Očekuje se da će tipični nivoi zagrijavanja plazme prilikom impulsa biti oko 50 MW (ulazna snaga), pa je prema tome pojačanje snage (Q) oko 10.

Cilj ITER dizajna je minimizacija bilo kakve mogućnosti ispuštanja zračne radioaktivnosti (tricij, prašina) i fizički onemogućiti ispuštanje radioaktivnih tvari u okoliš. ITER će u svojem 20 godišnjem vijeku potrošiti oko 16 kg tricija, a ukoliko se uzme u obzir radioaktivni raspad do reaktora će biti potrebno dovesti 17,5 kg tricija. Tijekom prvih deset godina biti će potrebno oko sedam kilograma.

2.3. Nafta

(Andrea Kozić, 1.g)

OSNOVNA SVOJSTVA NAFTE

Nafta je jedan od najvažnijih energenata modernog industrijskog svijeta.

ČINJENICA: ovisni smo o nafti à ALI: količine su ograničene, a proces nastajanja

nafte je dugotrajan

ŠTO ĆE JEDNOGA DANA ZAMJENITI NAFTU??? à obnovljivi izvori energije:

vjetar, sunce, voda, ...

ČOVJEK JE ODAVNO POZNAVAO NAFTU I KORISTIO JE U RAZLIČITE SVRHE KAO:

• za grijanje (6.000 godina pr. Kr., Sumerani)

• za dezinfekciju u medicini (Kinezi, Grci i Rimljani)

• u religiozne svrhe i grijanje (okolica Bakua, Azerbejdžan )

• zaštita pri balzamiranju mrtvaca (Egipćani)

• zaštita zidova od vlage (Egipćani)

• žbuka i premaz (Babilonci)

• za rasvjetu (Kinezi)

• za brtvljenje brodova (Feničani)

• kao podloga u gradnji cesta (Perzijci)

NAZIV• Naziv nafta:

od staroperzijske riječi “nafada”=znojiti se;

od latinske riječi “petroleum”=ulje;

od grčke riječi “petra”=stijena

• Ljudi su je često nazvali:

“znoj Zemlje”

“krv dubine”

“eliksir života”

“crno zlato”

POČETAK MODERNE PROIZVODNJE

• započeo je 27. kolovoza 1859. godine u Pennsylvaniji gdje je u bušotinama

do 21 metara dubine pronađena nafta

• taj se datum obilježava kao “dan prerađivača nafte” .

NASTANAK

• u karbonu prije 360 milijuna godina

• vode su bile bogate diatomima à taložili na morsko dno à s vremenom ih prekrivali sedimentne stijene (mulj i pijesak)

• energija iz diatoma nije mogla izaći à ugljik pod velikim tlakom i visokom temperaturom à u naftu à pomicanjem zemljine kore à“džepovi”

VAĐENJE NAFTE DANAS

• NAJPRIJE: geološka i  geofizička istraživanja

• vadi se procesom rotacijskoga bušenja

VAĐENJE NAFTE DANAS

1. DLIJETO na kraju cijevi prodire u dubinu

2. na tu se cijev nadoveže druga cijev - proces

se ponavlja dok se ne dosegne naftonosni

sloj

3. iznad bušotine je željezni toranj, visok do

54m

4. za vrijeme bušenja izdrobljeni se materijal

neprestano ispire s dna bušotine jakim

mlazom rijetke suspenzije   gline   u vodi

5. da se bušotina ne uruši, u nju se spuštaju

zaštitne cijevi + od prodora slojnih voda

štiti se cementiranjem

6. kada bušotina dopre do naftonosnog sloja,

nafta i plin naviru u bušotinu tjerani

prirodnim tlakom

unatoč suvremenim metodama vađenja, više od 50 % nafte ostaje u

zemlji jedino rudarskim postupcima bi se to

moglo izvaditi, no to je riskantno i teško

izvedivo

NAJVEĆI PROIZVOĐAČI NAFTE U SVIJETU

ZEMLJA PROIZVEDENA KOLIČINA (u barelima)

Saudijska Arabija 10,37

Rusija 9,27

SAD 8,69

Iran 4,09

Meksiko 3,83

PODRUČJA S NAJVIŠE NAFTE U SVIJETU:

PODRUČJE UDIO NAFTE U SVIJETU (%)

Saudijska Arabija 25

Irak 11

Ujedinjeni Arapski Emirati 9

Kuvajt 9

Srednja i Južna Amerika 9

Iran 8

Afrika 7

Sjeverna Amerika 6

zemlje bivšeg Sovjetskog Saveza 6

Pacifička Azija 4

Europa 2

Libija 2

PROIZVODNJA NAFTE U HRVATSKOJ

• u Hrvatskoj je nafta nastala prije 20 milijuna godina u Panonskom bazenu• prvo dobivanje nafte u Hrvatskoj: 1788 godine u području Peklenice

(Međimurje)• Hrvatska ostvaruje godišnje 25% zalihe naftnih derivata.

2.4. Plin

(Sara Pavlić, 2.g1)

PLIN 

- fosilno gorivo  koje se najvećim dijelom sastoji od metana, a preostali udio su složeniji ugljikovodici, etan, dušik, ugljikov dioksid itd.

- tvar koja nema stalan obujam, nego ispunjava prostor kojim je omeđen.

Čestice plina nisu međusobno povezane, nego se slobodno i brzo kreću u svim smjerovima te je udaljenost među njima vrlo velika.

Stlačivost plina je velika, a gustoća vrlo mala. Razlikujemo prirodni plin (metan, amonijak, CO2), gradski plin, bioplin, staklenički plinovi i mnoge druge. Prirodni plin je plinska smjesa različitih ugljikovodika od kojih je najveći udio metana, a u manjim količinama prisutni su i ostali ugljikovodici (etan, propan…) te ugljikov dioksid i dušik.

Porijeklo, vrsta i udio tih primjesa u prirodnom plinu ovise o vrsti matičnih stijena, o utjecaju magmatskih, odnosno hidrotermičkih procesa u litosferi i o procesima migracije prirodnog plina. Podzemna nalazišta prirodnog plina utvrđena su na dubinama od nekoliko metara pa do više od 5 tisuća metara, pod tlakom nekad višim i od 300 bara, i temperaturama višim i od 180° C, ovisno o dubini ležišta. Plin se nakuplja u propusnim slojevima stijena (u čije šupljine se može smjestiti plin), koji su okruženi nepropusnim slojevima. Najčešće se nalazi kao plinska kapa u naftnim ležištima, ali nisu rijetka ni čista plinska polja, bez prisutnosti nafte. Široko je rasprostranjen u sedimentnim, a nalazi se u i eruptivnim stijenama. Pojavljuje se u stijenama nastalim u svim geološkim razdobljima, ali učestalije i obilnije pojave prirodnog plina počinju sa stijenama iz razdoblja razvoja intezivnijeg života na Zemlji (kambrij – ordovicij, prije više od 500 milijuna godina).

Nekada su Kinezi rasvjetljavali svoje hramove dovodeći prirodni plin cijevima od bambusa. Iskorištavanje u većem opsegu započelo je 1884. godine, kad je prirodni plin doveden plinovodom dugačkim 23 km u Pittsburg, gdje je upotrebljavan za rasvjetu, grijanje i toplinske procese. Do 1950. godine SAD su bile gotovo jedini proizvođač prirodnog plina, a onda se priključuju Rusija, Kanada, Nizozemska, Velika Britanija i u novije vrijeme zemlje Srednjeg istoka. U zadnje vrijeme sve se više javlja kao alternativno gorivo prema nafti za pogon motornih vozila (manje zagađivanje okoliša, manja buka ...).

Prirodni plin je, uz ugljen, jedini primarni oblik energije koji se može izravno upotrijebiti, izgara većom iskoristivosti od drugih goriva, pa stoga vrlo brzo raste njegova upotreba u kućanstvima, za grijanje i hlađenje, u tehnološkim procesima, za proizvodnju toplinske i električne energije, a koristi se i kao sirovina u kemijskoj industriji, naročito petrokemijskoj.

Kao fosilno gorivo, ima ograničene zalihe (procjene su da bi zalihe prirodnog plina, uz današnju razinu iskorištavanja, mogle potrajati još nekih sto godina). Rusija je najveći svjetski dobavljač prirodnog plina. Ukupne svjetske rezerve plina procjenjuju se na 175 000 mil. m3 (2006). Ostali veliki dobavljači su redom Iran, Qatar, Saudijska Arabija te Ujedinjeni Arapski Emirati. Procjenjuje se da postoji oko 900 trilijuna kubnih metara nekonvencionalnog plina od čega se smatra da je 180 trilijuna moguće iscrpiti. Najveće svjetsko plinsko polje nalazi se u Qatarskom podmorju koje je procijenjeno na 25 trilijuna kubnih metara plina. Drugo najveće polje nalazi se pod Iranskim morem Perzijskog zaljeva.

Staklenički plinovi su plinovi koji uzrokuju efekt staklenika u planetarnoj atmosferi. Najzastupljeniji i najjači staklenički plin je vodena para. Plinovi kojih je manje i imaju slabiji učinak su ugljikov(IV) oksid, metan, freoni… Rezultat nazočnosti stakleničkih plinova je povišena temperatura atmosfere, zbog čega je taj učinak odgovoran za održavanje života na Zemlji, koja bi bez njega bila u prosjeku 33 ºC hladnija. Prirodni je plin često opisan kao najčišće fosilno gorivo jer njegovim sagorijevanjem nastaje manje ugljikovog dioksida nego sagorijevanjem nafte ili ugljena.

Prirodni je plin sam po sebi staklenički plin, te kada je ispušten u atmosferu djeluje jače na efekt staklenika od samog ugljikovog dioksida, ali se on u atmosferu ispušta u znatno manjim količinama. Prirodni plin se uglavnom sastoji od metana, čiji je utjecaj na zračenje 20 puta veći od utjecaja ugljičnog dioksida. Zbog takvih svojstava jedna tona metana u atmosferi uhvati jednaku količinu zračenja kao i 20 tona ugljičnog dioksida, ali se zadržava u atmosferi 8 - 40 puta kraće. Ipak, neizbježno je istjecanje dijela prirodnog plina u atmosferu tamo gdje se koristi u velikoj mjeri. No, unatoč tome, uzrok većine metana u atmosferi su životinje i bakterije, a ne curenja plina koja je izazvao čovjek.

Zbog njegove male gustoće, prirodni plin nije lagano spremati ni transportirati. Plinovodi su nepraktični za prijenos preko oceana. U Europi su plinovodi poprilično gusti. Novi plinovodi se planiraju ili su već u procesu izgradnje u Istočnoj Europi i među nalazištima plinova u Rusiji, Bliskom Istoku, Sjevernoj Africi i Zapadnoj Europi. Transportira se u plinovitom stanju cjevovodima, ili u ukapljenom obliku specijalnim brodovima (metanijerama) za ukapljeni prirodni plin; rjeđe u specijalno toplinski izoliranim cisternama u željezničkom ili cestovnom prometu.

2.5. Ugljen

(Mislav Katušić, 4.g)

Ugljen je nastao od davnih biljaka. Prije 300 milijuna godina, znači prije dinosaura, ogromne biljke taložile su se u močvarama. Milijunima godina preko tih ostataka taložilo se blato koje je stvaralo veliku toplinu u pritisak, a to su idealni uvjeti za nastanak ugljena. Danas se ugljen većinom nalazi ispod sloja stijena i blata, a da bi se došlo do njega probijaju se rudnici. Dvije najvažnije upotrebe ugljena su proizvodnja čelika i električne energije. Ugljen daje oko 23% ukupne primarne energije u svijetu. 38% generirane električne energije u svijetu dobiveno je od ugljena. Za oko 70% proizvodnje čelika u svijetu potreban je ugljen kao ključni sastojak.

Od svih fosilnih goriva ugljena ima najviše, a ima i najdužu povijest upotrebe. Arheolozi su pronašli dokaze koji ukazuju da su Rimljani u Engleskoj koristili ugljen u drugom i trećem stoljeću. U Sjevernoj Americi Indijanci su u 14. stoljeću koristili ugljen za kuhanje, grijanje i izradu keramike. U 18. stoljeću Englezi su otkrili da se ugljen spaljuje čišće i na većoj temperaturi od drvenog ugljena. Industrijska revolucija bila je prvi pravi pokretač upotrebe ugljena. James Watt izumio je motor na paru (parni stroj), koji je omogućio da strojevi obavljaju posao koji su prije obavljali ljudi ili životinje. James Watt je koristio ugljen za proizvodnju pare koja je pokretala motor. Tokom 19. stoljeća brodovi i vlakovi su bili glavno sredstvo za transport, a koristili su parni stroj za pogon. U tim parnim strojevima koristio se ugljen za proizvodnju pare.

1880. godine ugljen je prvi put upotrijebljen za proizvodnju električne energije.

EKOLOGIJA I NAČINI PROČIŠĆAVANJA UGLJENA

Gledano iz ekološkog aspekta, ugljen je najopasniji izvor energije. Ugljen je, kao i svi fosilni izvori energije, najvećim dijelom sačinjen od ugljika i vodika. Unutar ugljena zarobljene su i neke nečistoće, kao na primjer sumpor i dušik. Kad ugljen sagorijeva, te nečistoće otpuštaju se u atmosferu. U atmosferi se te čestice spajaju s parom (na primjer u oblacima) i formiraju kapljice koje padaju na zemlju kao slabe sumporne i dušične kiseline - kisele kiše. Unutar ugljena postoje još i sitne čestice minerala. Te čestice ne sagorijevaju i stvaraju pepeo koji ostaje nakon

sagorijevanja. Jedan dio tih čestica biva uhvaćen u vrtlog plinova i, zajedno s parom, formira dim koji dolazi iz elektrana na ugljen.

Ugljen je najvećim dijelom sačinjen od ugljika. Kad ugljen sagorijeva ugljik se miješa s kisikom iz zraka i na taj način formira ugljični dioksid. Ugljični dioksid je plin bez boje i mirisa, a u atmosferi je jedan od stakleničnih plinova. Većina znanstvenika vjeruje da je globalno povećanje temperature uzrokovano upravo otpuštanjem ugljičnog dioksida u atmosferu.

Iz svega nabrojenog čini se da je ugljen vrlo prljav izvor energije. Prije mnogo godina je bio prljav, ali u zadnjih 20 godina znanstvenici su pronašli načine da uhvate veliki dio nečistoća prije nego mogu pobjeći u atmosferu. Danas postoje tehnologije koje mogu pročistiti 99% sitnih čestica i ukloniti 95% nečistoća koje prouzrokuju kisele kiše. Također postoje tehnologije koje smanjuju emisiju ugljičnog dioksida u atmosferu efikasnijim sagorijevanjem ugljena. Većinu tih tehnologija financirale su vlade SAD-a i Kanade zbog velikih problema s kiselim kišama.

Najvećim dijelom ugljen je sačinjen od ugljika (crno) i vodika (crveno). Sumpora (žuto) i

željeza (zeleno) ima manje.

Najčišća primjena ugljena za dobivanje energije je pretvaranje u plin. Unutar velike metalne posude ugljen se zagrije i polije vodom. Na taj način se dobije smjesa ugljičnog monoksida i vodika, a to je plin. Tim postupkom se iz ugljena uklanja većina nečistoća, pa prilikom spaljivanja ne dolazi do znatnog onečišćenja okoline.

Kao primjer pročišćavanja ugljena može se uzeti eliminacija sumpora. Količina sumpora u ugljenu jako ovisi o nalazištu. U nekim nalazištima ima oko 10% sumpora u ugljenu, a postoje i nalazišta s manje od 1% sumpora. Jedna od metoda za pročišćavanje ugljena je usitnjavanje i jednostavno ispiranje. Na taj način se ne može ukloniti sav sumpor jer je jedan dio atoma sumpora ukomponiran s ugljikom. Taj dio možemo ukloniti, ali trenutne tehnologije su preskupe za masovnu primjenu. Zbog toga u svim modernim elektranama na ugljen postoje uređaji koji uklanjaju sumpor iz

plinova nakon sagorijevanja, a prije nego odu u atmosferu. Usprkos svim postupcima pročišćavanja, jedan dio nečistoća izlazi u atmosferu i uništava prirodu.

Jedna od najčišćih elektrana na ugljen je Tampa Electric's Polk Power Station u Floridi,

a radi na plin dobiven od ugljena.

PROIZVODNJA, POTROŠNJA I ZALIHE UGLJENA

Proizvodnja i potrošnja ugljena po državama. Kina se tradicionalno oslanja na ugljen,

a SAD je visoko zbog velike potrošnje svih fosilnih goriva, pa tako i ugljena.

U zadnje vrijeme nema značajnijih promjena u potrošnji ugljena. To je i razumljivo jer su tehnologije za iskorištavanje dostigle zrelost, pa nema velikih mogućnosti napretka. Prema grubim predviđanjima ugljena ima za još oko 200 godina iskorištavanja današnjim tempom. To znači da u bližoj budućnosti neće biti

problema s opskrbom ugljenom, ali bi moglo biti problema zbog ekonomskih i ekoloških aspekata iskorištavanja te energije.

Gledano geografski, Južna Amerika je kontinent s najmanje rezervi ugljena - samo 2.2% svjetskih rezervi. Afrika je također u lošem položaju s rezervama - samo 6%, a od tih 6% Južna Afrika ima 90% rezervi. Sjeverna Amerika i Azija imaju po 25% ukupnih rezervi ugljena. Europa zajedno s Rusijom ima 35% potvrđenih rezervi ugljena. Rezerve u Europi dominantno su podijeljene na Njemačku (21%) i Rusiju (50%).

KARAKTERISTIKE UGLJENA

Ugljen, kao vrsta fosilnog goriva, je crna ili crno-smeđa, sedimentna stijena, sa sadržajem ugljika od 30% (lignit) do 98% (antracit), pomiješanog s malim količinama sumpornih i dušikovih spojeva. Nastao je raspadanjem i kompakcijom biljne tvari u močvarama tijekom milijuna godina. Ugljen se vadi u ugljenokopima, a primarno se upotrebljava kao gorivo.

Ugljen dijelimo na PRIRODNI i UMJETNI.

Prirodni ugljen nastaje milijunima godina procesom koji se zove karbonizacija ili pougljenjivanje.

Posebnim postupkom može se proizvesti i umjetni ugljen tako da se organska materija zagrijava bez prisustva zraka. Taj proces se zove suha destilacija. Koks je najpoznatija vrsta umjetnog ugljena. Ima veliku primjenu u industriji jer je zbog visokog sadržaja ugljika kvalitetno gorivo i dobro redukcijsko sredstvo. Drugi česti primjer, koji se ranije puno upotrebljavao u kućanstvima, je drveni ugljen.

Razlike među pojedinim vrstama ugljena potječu od različite ishodišne tvari, ali nastaju i tijekom niza biokemijskih, geokemijskih i geoloških pretvorbi te tvari.

Ugljen je složena smjesa tvari koja se sastoji od različitih ugljikovih i drugih spojeva. Organski spojevi su gorivi dio, a mineralne primjese i voda (vlaga) negorivi dio ugljena koji mu smanjuje toplinsku vrijednost. Ugljik je glavni sastavni element i nosilac toplinske vrijednosti ugljena. Vodik u ugljenu može biti vezan s ugljikom u ugljikovodicima (slobodni vodik) ili vezan s vodom (vezani vodik). Slobodni vodik može gorjeti uz oslobađanje topline dok vezani ne može. Kisik i dušik u ugljenu smanjuju toplinsku vrijednost, ali dušik, za razliku od kisika, poboljšava kvalitetu ugljena namijenjenog kemijskoj preradi jer daje više amonijaka. Sumpor u ugljenu

može biti organski i anorganski. Na osnovi stupnja pougljenjenja i razlika u geološkoj starosti ugljen se svrstava na treset, smeđi ugljen i kameni ugljen.

GLAVNE VRSTE UGLJENA

Treset se ne smatra pravim ugljenom. To je geološki najmlađe fosilno gorivo. Njegova su ležišta mjesta na kojima se nakupilo i gdje bez prisutnosti zraka humificira uginulo bilje iz najbliže pliocenske i kvartarne prošlosti. Treset je laka, šupljikava, kompresibilna i elastična masa biljnih ostataka. Mekan je dok je vlažan, tvrđi i lako drobljiv kad je suh, smeđe, žućkaste i crne boje. S obzirom na malu ogrjevnu moć treset nije rentabilno prevoziti, pa se iskorištava izravno u termoelektranama izgrađenim uz velika nalazišta. U Hrvatskoj ga ima uz rijeku Zrmanju te u šumama Slavonije.

Smeđi ugljen pripada humusnom ugljenu. Vrlo bogatim ležištima razovrsnog smeđeg ugljena raspolažu SAD, Kanada, Njemačka, Meksiko, Češka i Slovačka.

Kameni ugljen se od smeđeg ugljena razlikuje po vanjskom izgledu, čvrstoj strukturi, obično crnoj ili sivocrnoj i smeđosivoj boji, a posebno po crtu koji je crn. Kameni ugljen može biti sjajan, mutan ili vlaknast i često kockasta ili sitnoprizmatična prijeloma. Pripada pretežito humusnim ugljenima, a u manjoj mjeri sapropelitima i mješovitim tipovima. Pojedine vrste kamenog ugljena: masni ugljen, plinski ugljen, plameni ugljen, mršavi ugljen, kanel, boghed te antracit

Lignit Antracit

3. ZANIMLJIVOSTI

3.1. Pametne kuće

(Anamaria Martić i Karlo Kesić, 3.g)

Energetski učinkovita kuća je kuća koja koristi manje energije od normalne kuće. Još u drevnim vremenima ljudi su se suočavali s problemom konstruiranja kuća koje bi imale zadovoljavajući toplinski komfor, a glavno pitanje im je slično kao i danas bilo kako kuće zimi učiniti toplima, a ljeti hladnima. Ovaj problem prvi je proučavao i zabilježio Sokrat, grčki klasični filozof, prije gotovo 2500 godina. U ranoj literaturi rješenje ovog problema je poznato pod pojmom „Sokratova kuća“. „Sokratova kuća“ je hipotetski opis energetski učinkovite kuće. Osnova Sokratovih proučavanja bio je utjecaj kretanja Sunca na položaj i konstrukcijski oblik kuće. Tlocrt „Sokratove kuće“ je trapezoidnog oblika s južno orijentiranom bazom i krovom koji pada prema sjeveru za smanjenje utjecaja udara sjevernih vjetrova. Sjeverni zid je masivne konstrukcije jer u ono vrijeme nije bilo kvalitetnih izolacijskih materijala pa je to trebalo nadoknaditi debljinom zida. Južno orijentirani trijem projektiran je tako da blokira visoko ljetno sunce, a istovremeno da propušta niske zimske zrake sunca duboko u prostorije.

Prema ovom konceptu kuće u sjevernoj hemisferi trebale bi biti južno orijentirane, a u južnoj hemisferi sjeverno orijentirane da bi se maksimalno iskoristila solarna energija. Na drugoj strani morao bi postojati jako dobro izolirani zid kojim se sprječava gubitak energije.

Danas postoji pet glavnih kategorija energetski efikasnih kuća:

niskoenergetske kuće pasivne kuće kuće nulte energije autonomne kuće kuće s viškom energije

Niskoenergetske kuće (low energy house)

Ne postoji globalno prihvaćena definicija niskoenergetske kuće. Zbog velikih varijacija u nacionalnim standardima, niskoenergetska kuća napravljana po standardima jedne države ne mora biti niskoenergetska po standardima druge države. U Njemačkoj niskoenergetska kuća ima ograničenje u potrošnji energije za grijanje prostorija od 50 kWh/m2 godišnje. U Švicarskoj je termin niskoenergetska kuća definiran MINERGIE standardom – za grijanje prostorija ne smije se koristiti više od 42 kWh/m2 godišnje. Trenutno se kod prosječne niskoenergetske kuće u tim državama dostiže otprilike polovica tih iznosa, odnosno između 30 kWh/m2 godišnje i 20 kWh/m2 godišnje za grijanje prostorija.

U Hrvatskoj se prilikom definiranja niskoenergetske kuće uzima vrijednost od 40 kWh/m2 godišnje za grijanje prostorija (kod nas je klima povoljnija od one u Njemačkoj i Švicarskoj). Ova vrijednost bi u praksi morala na jugu biti i znatno niža zbog povoljnije klime.

Niskoenergetske kuće u pravilu koriste visoke nivoe insolacije, energetski učinkovite prozore, niske nivoe propuštanja zraka i toplinsku obnovu u ventilaciji za manje energije potrebne za grijanje i hlađenje. Mogu se također koristiti i standardi prema pasivnim solarnim tehnikama dizajna ili aktivne solarne tehnologije. Također se mogu koristiti i tehnologije za recikliranje topline iz vode koja je korištena kod tuširanja ili u stroju za pranje posuđa.

Pasivne kuće (passive house, ultra-low energy house)

Općenita definicija pasivne kuće je: „Pasivna kuća je zgrada kod koje toplinski komfor može biti postignut samo naknadnim grijanjem ili hlađenjem svježe mase zraka, a da kvaliteta zraka unutar kuće bude visoka – bez potrebe za recirkulacijom zraka“. Neke države imaju svoje standarde koji mnogo strože definiraju pasivne kuće. U Njemačkoj se izraz „Pasivna kuća“ odnosi na strogi i dobrovoljni „Passivhaus“ standard kojim se definira energetska efikasnost. U Švicarskoj je u upotrebi sličan standard - MINERGIE-P. Procjenjuje se da je broj pasivnih kuća u svijetu između 15.000 i 20.000 i velika većina ih je izgrađena u njemačkim govornim državama i Skandinaviji.

Standard „Passivhaus“ za centralnu Europu zahtjeva ispunjenje sljedećih zahtjeva:

Kuća ne smije koristiti više od 15 kWh/m2 za grijanje i hlađenje prostorija. Ukupna potrošnja energije (energija za grijanje i hlađenje prostorija, topla

voda i struja) ne smije biti veća od 42 kWh/m2 godišnje. Ukupna potrošnja primarne energija (izvorna energija za električnu energiju i

slično) ne smije biti veća od 120 kWh/m2 godišnje.

Da bi dobili uvid u rigoroznost ovih zahtjeva možemo napraviti usporedbu kuće napravljene prema Passivhaus standardu s kućama koje su napravljene prema lokalnim regulacijama u nekim državama:

U SAD-u kuća napravljena prema Passivhaus standardu koristi između 75% i 95% manje energije za grijanje i hlađenje prostorija od kuća napravljenih prema trenutnim zakonima za energetsku efikasnost. Pasivna kuća u kampu za njemački jezik u Waldsee-u, Minnesota, koristi 85% manje energije od kuća napravljenih prema graditeljskim kodovima Minnesota-e.

U Ujedinjenom kraljevstvu prosječna kuća napravljena prema Passivhaus standardu bi koristila 77% manje energije za grijanje i hlađenje prostorija u usporedbi s lokalnim građevinskim regulacijama.

U Irskoj se računa da bi tipična pasivna kuća koristila 85% manje energije za grijanje prostorija i bilo bi 94% manje ugljičnih emisija u odnosu na kuću napravljenu prema lokalnim građevinskim regulacijama iz 2002 godine.

Troškovi gradnje pasivne kuće su u prošlosti bili znatno veći od troškova gradnje normalne kuće, ali s razvojem tehnologija i većom potražnjom za specijalno dizajniranim građevinskim komponentama cijena izgradnje je sad znatno manja nego

što je bila. Na primjer, u Njemačkoj je trenutno moguće konstruirati pasivnu kuću za otprilike istu cijenu kao što je potrebno i za normalnu kuću. To je zbog rastuće konkurentnosti proizvoda namijenjenih specijalno za izgradnju pasivnih kuća.

Kuće nulte energije (zero-energy house or net zero energy house)

Kuća s nultom neto energetskom potrošnjom i nultom neto emisijom ugljičnog dioksida godišnje naziva se kuća nulte energije (eng. zero-energy house). Nulta neto energetska potrošnja znači da bi kuća nulte energije mogla biti nezavisna od energetske mreže, ali u praksi to znači da se u nekim periodima energija dobiva iz energetske mreže, a u ostalim periodima se vraća u energetsku mrežu (zbog toga jer su obnovljivi izvori energije uglavnom sezonski). Da bi se to postiglo energija se mora generirati unutar kompleksa koristeći obnovljive izvore energije koji ne zagađuju okoliš. Kuće nulte energije zanimljive su i zbog zaštite okoliša jer se zbog obnovljivih izvora energije ispušta vrlo malo stakleničkih plinova.

Postoji nekoliko detaljnijih definicija kojima se određuje što zapravo znači kuća nulte energije, a najveće razlike odnose se na definicije unutar Europe u odnosu na Sjevernu Ameriku.

Autonomne kuće (autonomous building, house with no bills)

Autonomna (nezavisna) kuća je zamišljena da normalno funkcionira nezavisno od infrastrukturne podrške izvana. Prema tome nama priključka na mrežu za distribuciju električne energije, vodovod, kanalizaciju, odvodnju, komunikacijsku mrežu, a u nekim slučajevima nema ni priključka na javne prometnice. Autonomna kuća je mnogo više

od energetski učinkovite kuće – energija je u ovom slučaju samo jedan od resursa koje je potrebno dobiti iz prirode.

Kuće s viškom energije (energy-plus-house)

Kuća s viškom energije je kuća koja u prosjeku tokom cijele godine proizvede više energije koristeći obnovljive izvore energije nego što je uzme iz vanjskih sustava. Ovo se postiže upotrebom malih generatora električne energije, niskoenergetskih tehnika gradnje poput pasivnog solarnog dizajna kuće te pažljivog odabira lokacije za kuću. Mnoge kuće s viškom energije su gotovo nerazlučive u odnosu na tradicionalne kuće jer jednostavno koriste najefikasnija energetska rješenja (aparati, grijanje, …) kroz cijelu kuću. U nekim razvijenim državama tvrtke za distribuciju električne energije moraju kupovati višak energije iz takvih kuća i tim pristupom kuća umjesto da je vječni trošak može zarađivati novac za vlasnika.

Energetska učinkovitost je vrlo važna, a u budućnosti će biti još i važnija. Da bi se postigla energetska učinkovitost moramo se prilagoditi novim izvorima energije i novim načinima štednje energije. Energetski učinkovite kuće su samo jedan dio u globalnoj energetskoj učinkovitosti. Trenutno na svijetu postoji vrlo mali broj energetski učinkovitih kuća i zgrada, ali se sa svakom novom efikasnom kućom skupljaju prijeko potrebna iskustva koja se onda mogu iskoristiti u gradnji još

efikasnijih kuća. Ovo znanje će se sve više koristiti i uz pomoć građevinskih zakona sve će nove gradnje u budućnosti morati poštovati načela energetski učinkovite kuće.

3.2. Električni automobili

(Matea Bišof, 3.g)

Električne automobile pokreće elektromotor. Elektromotor koristi električnu energiju pohranjenu u akumulatoru ili drugim, sofisticiranijim, uređajima za pohranu energije. Vjerovali ili ne, električni automobili su postali popularni već krajem 19. te početkom 20. stoljeća. Jedan od najvećih problema kod električnih automobila je što su vrlo skupi, pa će se zato još uvijek svaki kupac odlučiti na jurilicu na motorni pogon.

Energetske krize koje su se pojavile 1970-ih i 80-ih godina dovele su zapravo do više interesa za električne automobile jer se tražio način da se zaustavi toliko iskorištavanje nafte i da se napravi auto koji će manje trošiti i manje zagađivati okoliš. Od 2011., napokon, neki od modela serijske proizvodnje dostupni su kupcima u nekim zemljama. Nissan Leaf i MiEV su proglašeni najprodavanijim 2011. godine.

Slika 1. MiEV

Slika 2. Nissan Leaf

Ovakvi automobili imaju nekoliko prednosti nad današnjim uobičajenim autima s unutarnjim izgaranjem. Znatno je smanjeno onečišćenje zraka samim izgaranjem u motoru te ispuštanjem velikih količina CO2. Ovi auti tijekom rada uopće ne ispuštaju nikakve štetne tvari koje bi mogle naštetiti prirodi ili nama samima. Ono što se može dovesti kao nedostatak kod samog motora i akumulatora kao spremnika električne energije je gorivo i tehnologija koja se koristi za proizvodnju te električne energije. Za razvijene zemlje ovakvi limeni ljubimci kod većine građana bi bili veliko olakšanje jer je danas u svijetu poznat veliki poremećaj oko opskrbe zemalja s naftom i samom cijenom nafte koja neprestano vrtoglavo skače. No, naravno, činjenica je da nafte ima sve manje!

Kao što sam već spomenula veliki problem kod električnih automobila je njihova izrazito visoka cijena, pa si ga osoba koja je plitkog džepa, i kojoj vjerojatno takav auto i ne treba, ne može priuštiti. Vlade nekih država i same automobilske kompanije trenutno rješenje ovog problema pronašli su u hibridnim automobilima koje ćemo poslije i definirati.

Daljnji nedostatci su nedostatak mjesta gdje se oni mogu puniti pa se vozači, koji si ga mogu priuštiti, boje da neće stići do odredišta gdje ga mogu napuniti. Nekoliko vlada je ponudilo političke i gospodarske poticaje za prevladavanje postojećih zapreka, promoviranje prodaje električnih automobila i za financiranje daljnjeg razvoja električnih vozila, isplativijih izvedbi akumulatora i njihovih komponenti.

Znanstvenici i proizvođači se trude pronaći što jednostavniji način kako načiniti električni automobil, kako u njega staviti jeftinije tvari i komponente, a da bude i dalje isto efikasan. Budućnost čovječanstva što se tiče automobila se vidi u masovnom prijelazu s automobila s unutarnjim izgaranjem na automobile s elektromotorom.

Motor električnog automobila

Električni automobili u svom motoru imaju svega nekoliko dijelova koji su pokretni, stoga učestalo održavanje kao kod automobila s unutarnjim izgaranjem nije potrebno. Automobili s unutarnjim izgaranjem u svome motoru imaju nekoliko stotina dijelova koji su stalno aktivni tijekom rada automobila. No, problem kod električnih automobila je i dalje taj da su akumulatori koji se stavljaju u njih izrazito skupi i oni su jedina komponenta koja se mora znatno češće mijenjati nego u normalnih automobila.

Za izračun troškova po prijeđenom kilometru električnog automobila potrebno je dodijeliti novčanu vrijednost trošenju akumulatora. To može biti teško zbog činjenice da će imati nešto manji kapacitet svaki put kada se napuni, i smatra se na kraju radnog vijeka kada vlasnik odluči da njegova učinkovitost više nije prihvatljiva. Čak i tada, "na kraju životnog vijeka", akumulator nije potpuno bezvrijedan jer se može ponovno upotrijebiti, reciklirati ili koristiti kao rezervni. Budući da je akumulator sastavljen od mnogih individualnih ćelija, koje se ne moraju nužno ravnomjerno trošiti, povremenom zamjenom najgore od njih može se zadržati isti domet vozila.

Slika 3. Tesla Roadster

Tesla Roadster trenutno na tržištu u svojoj unutrašnjosti ima najkvalitetniji akumulator što se tiče električnih automobila. Vrlo je velik, ali može potrajati i do sedam godina, a da ne gubi na svojoj vrijednosti i svom kapacitetu unatoč stalnom punjenju i slično. O njegovoj kvaliteti govori i sama cijena akumulatora, novi košta 12 000 USD. Vožnja od 64 km po danu tijekom sedam godina, ili 164.500 km, dovodi do potrošnje akumulatora koja košta 0,0734 USD po 1 km ili 4,70 USD po 64 km. Tvrtka Better Place pruža još jednu usporedbu troškova dok očekuju ispunjavanje ugovornih obveza za isporukom baterija, kao i čiste električne energije za punjenje akumulatora po ukupnoj cijeni od 0,05 USD po 1 km u 2010., 0,025 USD po 1 km do 2015. i 0,0125 USD po 1 km do 2020. 64 km vožnje u početku će koštati 3,20 USD i pasti tijekom vremena na 0,80 USD.Nissan procjenjuje da će petogodišnji troškovi rada Leaf-a biti 1.800 USD u odnosu na 6.000 USD za benzinski automobil.

Danas se govori da automobili s unutarnjim izgaranjem imaju neograničen domet. To je upravo zbog toga što se benzinske pumpe nalaze danas na svakom koraku i njihovo punjenje je vrlo brzo. Punjenje kod električnih automobila može potrajati znatno dulje i dok se današnji napune uz kontekst jedne benzinske pumpe na kojoj će se nalazit mjesto i za punjenje električnih automobila može se slobodno naći i hotel ili neki manji hostel. Električni automobili su i dalje na razini „dnevnih vozila“. Stručnjaci ih preporučuju onima koji su zaposleni ljudi i koji svoj normalan auto mogu zamijeniti za električni s napomenom „ SAMO ZA GRADSKU VOŽNJU“ .

Električni automobili pridonose čišćem zraku u gradovima, jer oni ne ispuštaju štetne tvari u okolinu, kao što su čestice (čađa), hlapivi organski spojevi, ugljikovodici, ugljični monoksid, ozon, olovo, i razni dušikovi oksidi. Koristi od čistog zraka su najčešće lokalne, zbog toga što su, ovisno o izvoru električne energije koja se koristi za punjenje akumulatora, emisije štetnih tvari u zrak pomaknute na mjesto proizvodnje električne energije.

Poznato je da su motori s unutarnjim izgaranjem koji se danas nalaze u 99% automobila vrlo neučinkoviti. Njihov najveći udio energije upravo odlazi u toplinu , odnosno pretvara se u toplinu. Dok, s druge strane, kod električnih automobila vrlo mala količina energije se pretvara u toplinsku. Vozila na električnu energiju ne troše energiju dok miruju, a dio od energije izgubljene prilikom kočenja se ponovno koristi kroz regenerativno kočenje, koje koristi do jedne petine energije normalno izgubljene tijekom kočenja. Obično konvencionalni benzinski motori učinkovito koriste samo 15% energetskog sadržaja goriva za kretanje vozila ili za napajanje dodatne opreme. Dizel motorima može se dosegnuti učinkovitost od 20%, dok je učinkovitost vozila na električni pogon oko 80% !!!!!

Ukratko moramo nešto reći i HIBRIDNIM AUTOMOBILIMA Njima se danas pridodaje još uvijek velika važnost kao zamjena za električne automobile dok se ne pronađe jednostavniji način kako pojeftiniti jedan električni automobil i sve njegove komponente. Hibridni automobil je dakle automobil koji za pokretanje koristi dva ili više izvora , umjesto jednog poput svih današnjih normalnih automobila. Najčešća današnja kombinacija je benzinskog ili dizelskog motora s elektromotorom. Sve vodikove gorive ćelije vozila koriste se u hibridnim vozilima. To

je zato što se vodik koristi za stvaranje električne energije, koja se koristi za napajanje električnog motora. U Hrvatskoj je vrlo aktualna kombinacija benzina ili dizela s plinom.Hibridni automobili su odnedavno postali vrlo popularni jer imaju puno manju emisiju štetnih plinova koji onečišćuju zrak i uzrokuju kisele kiše.

Slika 4. Honda CRZ Hybrid

Postoji još ideja o automobilima na biogoriva. Kao i oko svake današnje suvremene ideje mišljenja znanstvenika su podijeljena. Naime, biogoriva su goriva koja se dobivaju preradom biomase. Njihova energija je dobivena redukcijom ugljika iz zraka u organske spojeve. Za razliku od ugljika koji oslobađaju fosilna goriva i štete Zemlji, ugljik u biogorivima dolazi iz atmosfere, odakle ga biljke uzimaju tijekom rasta. Biogoriva postaju popularna zbog rasta cijena nafte, potrebe za sigurnijom dobavom energije, zabrinutosti zbog štetnih emisija stakleničkih plinova. Najveći proizvođači biodizela su zemlje Europske unije s udjelom od 53% u svjetskoj proizvodnji. Globalno, biogoriva se najčešće koriste za prijevoz i u kućanstvu. Većina goriva za prijevozna sredstva su kapljevita jer vozila zahtijevaju veliku gustoću energije, kao što je ona koja je sadržana u kapljevinama i krutinama. Veliku gustoću energije najlakše i najefikasnije je dobiti motorom s unutarnjim izgaranjem, a on zahtijeva da gorivo bude čisto. Goriva koja najlakše izgaraju su kapljevita i plinovita (mogu se ukapljivati), praktična su za prijenos i izgaraju čisto (bez krutih produkata). Još uvijek je premalo interesa za biogoriva i bolje razvijanje istih takvih automobila pa je pitanje kada će se barem vodeće države osvijestiti. Samim njihovim pomakom u automobilskoj industriji, potaknut će i ostale države svijeta koje mogu to financijski naučiti.

Ovo su jedni od najboljih načina kako sačuvati neobnovljive izvore energije, a ujedno sačuvati prirodu oko nas te time i nas same. Najveći problem ovakvih projekata, automobila i sl. je novac, naravno. No, nadajmo se da će čovjek napokon ugrijati

stolicu i pronaći pravi, jeftiniji način proizvodnje i prodaje ovakvih automobila. Opće poznato je da danas u Europi skoro svaki peti stanovnik ima automobil, što je puno. Bilo bi lijepo barem polovicu tih automobila zamijeniti električnima ili automobilima na biogoriva ili barem hibridnim automobilima i napraviti Zemlju boljim mjestom za život za sva živa bića.

Slika 5. Audi supercar e-tron

ZAKLJUČAK

Neobnovljivih izvora energije sve je manje te je nužno i neophodno zamijeniti

ih s nekim drugim oblicima energije. Jedan od prijedloga je iskoristiti „besplatnu“

energiju koju nam priroda nudi i daruje svakodnevno, a drugi je uložiti beskrajno

mnogo novca u gradnju fuzijske elektrane koja će jednom pokrenuta davati ogromnu

količinu energije s vrlo malo dodatnih ulaganja i bez štetnih posljedica po okoliš.

Kako god, najprije je potrebno osvijestiti građane i vlade država o tome da postoje

alternative koje su dobre i nužne:

- jer smo previše zagadili našu jedinu Majku – Zemlju korištenjem nafte, ugljena

i plina,

- jer smo se previše približili opasnim igranjem s fisijom (nuklearne katastrofe).

Nažalost, običnom čovjeku sve je to preskupo! Stoga se nadamo da će u skoroj

budućnosti doći do nekakvih promjena koje će ljudima na prihvatljiv način ponuditi

bezbolan prelazak na energiju iz obnovljivih izvora.

Također se nadamo da će ovaj rad pomoći u širenju svijesti o nužnom prelasku

na obnovljive izvore energije!

(Zelena čistka, Novska, 2013.)