PANEVROPSKI UNIVERZITET APEIRON FAKULTET POSLOVNE EKONOMIJE Odjeljenje Novi Grad
O B N O V LJ I V I
IZVORI
ENERGIJE
SEMINARSKI RAD
Student: Jasmina Pašagić Broj indeksa: 307-10/VBFT Studijski program: Menadžment bankarstva, financija i trgovine Predmet: Obnovljivi izvori energije Mentor: Prof. Dr. Esad Jakupović Novi Grad, April 2012.
[1]
Sadržaj •
1 Tehnologi Tehnologije je obnovljivih izvora energije 1.1 Snag Snaga a vjet vjetra ra 1.2 1. 2 Sna Snaga ga vod vode e 1.3 Upotreba solarne energij energije e 1.4 1. 4 Bi Biogo ogoririvo vo 1.5 Teku Tekuće će biog biogoriv orivo o 1.6 Kru Kruta ta biom biomasa asa 1.7 1. 7 Bi Biopl oplin in 1.8 Geoterm Geotermalna alna energija Zaključak Literatura o o o o o o o o
• •
[2]
Tehnologije obnovljivih izvora energije
Većina tehnologije obnovljivih izvora energije se na direktan ili indirektan način napaja iz Sunca. Sustav Zemljine atmosfere je uravnotežen tako da je toplinsko zračenje u svemir jednako pristiglom sunčevom zračenju što rezultira određenim energetskim stupnjem unutar Zemljinog atmosferskog sustava što u grubo možemo opisati kao Zemljina klima. Hidrosfera (voda) upije veći udio dolazećeg zračenja. Najviše zračenja se apsorbira pri maloj geografskoj širini u području oko ekvatora, ali se ta energija raspršuje u obliku vjetrova i morskih struja po cijelom planetu. Gibanje valova moglo bi imati važnu ulogu u procesu pretvorbe mehaničke energije između atmosfere i oceana kroz opterećenje uzrokovano vjetrom. Sunčeva energija je također odgovorna za distribuciju padalina, koje su stvarane hidroelektričnim projektima, i za uzgoj biljaka koje su potrebne za proizvodnju biogoriva. Strujanje obnovljive energije uključuje prirodne fenomene kao što su: sunčeva svjetlost, vjetar, valovi, geotermalna toplina kao što Internacionalna Agencija za Energiju objašnjava: „Obnovljiva energija je dobivena iz prirodnih procesa koji se konstantno obnavljaju. U svojim različitim oblicima, dobiva se direktno iz sunca ili iz topline stvarane duboko u Zemlji. To još uključuje električnu struju i toplinu dobivenu iz izvora poput sunčeve svjetlosti, vjetra, oceana, hidroenergije, biomase i geotermalne energije te biogoriva i hidrogena dobivenog iz obnovljivih izvora.“ Svaki od ovih izvora ima jedinstvene karakteristike koje utječu na to kako i gdje su korišteni.
[3]
Energija vjetra
Snaga vjetra
Protok zraka može se upotrebljavati za pokretanje vjetroturbina. Novije vjetroturbine imaju raspon snage od 600 kW do 5 MW premda su turbine sa izlaznom snagom od 1.5 do 3 MW postale tipične za komercijalne svrhe; izlazna snaga turbine je funkcija kubne brzine vjetra, tako se s povećanjem brzine vjetra dramatično poveća izlazna snaga. Područja gdje su vjetrovi snažniji i učestaliji, poput priobalja i mjesta velike nadmorske visine, preporučljiva su za izgradnju vjetroparkova. Budući da brzina vjetra nije konstantna, proizvedena energija vjetroparka u godini nije nikad velika kao zbroj nazivnih vrijednosti generatora pomnoženih sa brojem radnih sati. Omjer stvarno proizvedene energije na godinu do teorijskog maksimuma se naziva faktor kapaciteta. Uobičajeni faktor kapaciteta iznosi od 20% do 40% sa vrijednostima u gornjim granicama na pogodnim mjestima proizvodnje. Na primjer, turbina snage 1 MW sa faktorom kapaciteta od 35% neće proizvoditi 8760 MWh na godinu već samo 0,35x24x365=3066 MWh, što u prosjeku iznosi 0.35 MW. Uz pomoć podataka dostupnih na Internetu za neke lokacije, faktor kapaciteta se može izračunati na temelju godišnje izlazne snage. Globalno gledajući, smatra se da dugoročni tehnički potencijal energije vjetra je zapravo pet puta veći od konačne svjetske proizvodnje energije, tj. da je 40 puta veći od trenutne potražnje energije. To bi moglo zahtijevati veliku količinu tla za izgradnju vjetroturbina, posebno u područjima s većim izvorima vjetra. Iskustva s priobalnim izvorima ukazuju na to da je tamo brzina vjetra ~90% veća od one na kopnu, pa bi tako priobalni izvori mogli pridonijeti znatno više energije. Taj broj bi se također mogao povećati s povećanjem nadmorske visine vjetroturbina smještenih na kopnu ili u zraku. [4]
Snaga vjetra je obnovljiva i ne uzrokuje stakleničke plinove (ugljikov dioksid i metan) tijekom rada.
Trend rasta proizvodnje energije iz vjetra i usporedba s ciljem Europske unije do 2010. godine. Zadani cilj će vjerojatno biti premašen za oko 100%.
Na slici prikazana je usporedba plana Europske unije sa trenutnim stanjem proizvodnje energije iz vjetra. Prema sadašnjim pokazateljima plan će biti ostvaren, čak će biti premašen za pola. Vrijednosti na slici su u megavatima (MW) i iz toga se vidi da je ukupna proizvedena energija zanemariva prema energiji dobivenoj iz [5]
neobnovljivih izvora energije. Zbog početne ekonomske neisplativosti i nestalnosti vjetra, instalacija vjetrenjača je privilegija koju si mogu priuštiti samo bogate zemlje. Trenutno je cijena vjetrenjače veća od cijene termoelektrane po MW instalirane snage (vjetrenjača košta oko 1000 €/kW instalirane snage, a termoelektrana 700 €/kW), ali razvojem tehnologije ta razlika sve je manja. Ukupna potrošnja energije u svijetu procijenjena je na oko 410x10 15 (kvadrilijuna Btu) u 2000. godini, što iznosi 1.2x1014 kWh godišnje. Ukupno instalirana snaga vjetroelektrana do konca 2000. godine predviđena je na 17415 MW s prosječnim godišnjim radom elektrana od 2 500 sati, što daje 0.044x10 9 kWh godišnje raspoložive količine energije. Dakle, udio energije vjetra u ukupnoj potrošnji energije je vrlo mali.
Njemačka je trenutni lider u proizvodnji električne energije iz vjetra sa 8750 MW, a to je više od jedne trećine ukupno instalirane snage vjetrenjača u svijetu. Toliko instaliranih vjetrenjača u Njemačkoj rezultat je politike njemačke vlade koja poticajnim mjerama pomaže instalaciju novih kapaciteta. Zbog toga u 2001. godini ukupno instalirana snaga povećala se za 43.7%. U Španjolskoj, Danskoj i Italiji također raste instalirani kapacitet. Od sveukupne proizvodnje električne energije Danska dobiva 14% od vjetra i dalje ubrzanim tempom gradi nove kapacitete. Namjera Danske je da takvim pristupom do 2030. godine 50% energetskih potreba kućanstava zadovolji iskorištavanjem energije vjetra. U SAD-u je trenutno instalirano [6]
6.374 MW vjetrenjača. Tako mala instalirana snaga u gospodarski najjačoj zemlji svijeta rezultat je tradicionalnog američkog oslanjanja na fosilna goriva.
Nastanak vjetra i principi iskorištavanja
Princip pretvorbe i način priključivanja vjetrenjače na električnu mrežu. Moguća primjena je da se energija dobivena iz vjetra koristi kao sekundarni izvor energije za kućanstvo.
[7]
Snaga vode
Snaga vode (u obliku kinetičke energije, temperaturne razlike ili gradijenta slanosti) može se sakupljati i koristiti. S obzirom da je voda 800 puta gušća od zraka, čak i spori vodeni tok ili umjereni val može pridonijeti razmotrivu količinu energije. Postoji mnogo oblika snage vode: •
•
•
•
•
•
•
1. Hidroelektrična energija je izraz rezerviran za brane velikih dimenzija poput Grand Coulee Dam u državi Washington i Akosombo brana u Gani. 2. Mikro hidro sustavi su uređaji hidroelektrične energije koji inače proizvode do 100 kW snage. Često se upotrebljavaju u područjima bogatim vodom kao Remote Area Power Supply (RAPS). Diljem svijeta je mnogo takvih hidroelektrana uključujući i one od 50 kW na Solomonskim otocima. 3. Sustavi bez brane koriste kinetičku energiju samih rijeka ili oceana bez korištenja brana. 4. Energija oceana opisuje sve tehnologije za prikupljanje energije oceana i mora. 5. Snaga morskih struja: slično kao plimno-osečka snaga, koristi kinetičku energiju morskih struja. 6. Pretvorba toplinske energije oceana (PTEO) koristi temperaturnu razliku između toplije površine oceana i hladnijih dubina, te se na kraju primjenjuje ciklički generator topline. PTEO još nije testiran na terenu u velikim razmjerima. 7. Snaga morskih mijena obuhvaća energiju plime i oseke. Trenutno postoje dva različita načina proizvodnje energije iz plime i oseke: 7.1. Plimno-osečko kretanje u vertikalnom smjeru - plima uđe, razina vode u bazenu poraste i zatim dođe oseka. Prilikom oseke, razina vode pada i ona protječe kroz turbinu i tako se iskorištava potencijalna energija pohranjena u vodi. 7.2. Plimno-osečko kretanje u horizontalnom smjeru – morska struja. Zbog velike gustoće vode, koja je 800 puta veća od gustoće zraka, morske struje mogu imati puno kinetičke energije. Nekoliko komercijalnih prototipova je izgrađeno, a mnogi se tek razvijaju. o
o
[8]
•
•
•
8. Snaga valova koristi energiju pohranjenu u valovima. Valovi inače pomiču velike pontone gore-dolje u vodi, ostavljajući dio sa smanjenom visinom vala u „sjeni“. Snaga valova je dosegla komercijalizaciju. 9. Snaga gradijenta slanosti, ili još snaga osmoze, je energija dobivena iz razlike u slanosti između slane, morske vode i slatke, riječne vode. Obrnuta elektrodijaliza i pritiskom odgođena osmoza su u procesu istraživanja i testiranja. 10. Hlađenje u dubokom jezeru, iako zapravo nije prava metoda stvaranja energije, može uštedjeti puno novaca tijekom ljeta. Ono koristi potopljene slavine i cijevi kao hladnjak za kontrolu klime. Dno jezera ima godišnju konstantu od 4˚C.
Hidroelektrana Itaipu. Da bi se poništio utjecaj oscilacije protoka vode na rijekama se grade ogromne brane. Zbog toga se mijenja biološka slika krajolika.
Energija vode (hidroenergija) je najznačajniji obnovljivi izvor energije, a ujedno i jedini koji je ekonomski konkurentan fosilnim gorivima i nuklearnoj energiji. U posljednjih 30-ak godina proizvodnja energije u hidroelektranama je utrostručena, ali je time udio hidroenergije povećan za samo 50% (sa 2.2% na 3.3%). U nuklearnim elektranama u istom je razdoblju proizvodnja povećana gotovo sto puta, a udio 80 puta. Tako je zbog toga jer korištenje hidroenergije ima svoja ograničenja. Ne može se koristiti posvuda jer podrazumijeva obilje brzo tekuće vode, a poželjno j e i da je ima dovoljno [9]
cijele godine, jer se električna struja ne može jeftino uskladištiti. Da bi se poništio utjecaj oscilacija vodostaja grade se brane i akumulacijska jezera. To znatno diže cijenu cijele elektrane, a i diže se razina podzemnih voda u okolici akumulacije. Razina podzemnih voda ima dosta utjecaja na biljni i životinjski svijet, pa prema tome hidroenergija nije sasvim bezopasna za okoliš. Procjenjuje se da je iskorišteno oko 25 % svjetskog hidroenergetskog potencijala. Većina neiskorištenog potencijala nalazi se u nerazvijenim zemljama, što je povoljno jer se u njima očekuje znatan porast potrošnje energije. Najveći projekti, planirani ili započeti, odnose se na Kinu, Indiju, Maleziju, Vijetnam, Brazil, Peru... Rastuća potreba za energijom pri tome često preteže nad brigom o utjecajima na okoliš, a dimenzije nekih zahvata nameću dojam da je njihovo izvođenje ne samo stvar energije nego i prestiža. Postoje tri osnovne vrste hidroelektrana: protočne, akumulacijske (Hydroelectric Dam) i reverzibilne (Pumped-storage Plants) hidroelektrane.
Po definiciji protočne hidroelektrane su one koje nemaju uzvodnu akumulaciju ili se njihova akumulacija može isprazniti za manje od dva sata rada kod nazivne snage. To znači da se skoro direktno koristi kinetička energije vode za pokretanje turbina. Takve hidroelektrane je najjednostavnije izvesti, ali su vrlo ovisne o trenutnom protoku vode. Prednost takve izvedbe je vrlo mali utjecaj na okoliš i nema dizanja razine podzemnih voda. Na slici prikazan je princip akumulacijske hidroelektrane (pribranske). Glavni dijelovi takve elektrane su akumulacija, brana, zahvat, gravitacijski dovod, vodna komora, zasunska komora, tlačni cjevovod, strojarnica i odvod vode. Postoje dvije izvedbe akumulacijskih hidroelektrana: pribranska i derivacijska. Pribranska se nalazi ispod same brane, a derivacijska je smještena puno niže od brane i cjevovodima je spojena na akumulaciju. Akumulacijske hidroelektrane su najčešći način dobivanja električne energije iz energije vode. Problemi nastaju u ljetnim mjesecima kad prirodni dotok postane premali za funkcioniranje elektrane. U tom slučaju se brana mora zatvoriti i potrebno je održavati bar razinu vode koja je biološki minimum. Veliki problem je i dizanje razine podzemnih voda. Potrošnja električne energije ovisi o dobu dana, danu u tjednu, godišnjem dobu itd. U ponedjeljak je špica potrošnje, vrlo velika potrošnja je i svim ostalim radnim danima. Vikendom obično pada potrošnja električne energije. Za popunjavanje dnevnih špica potrošnje grade se reverzibilne hidroelektrane. Ove hidroelektrane slične su derivacijskim, ali protok vode je u oba smjera kroz derivacijski kanal. Kad je potrošnja energije mala voda se pumpa iz donjeg jezera u gornju akumulaciju. To se obično radi noću, jer je tada potrošnja energije najmanja. Danju se prebacuje na proizvodnju električne energije i tada se prazni gornja akumulacija. To nije baš energetski najbolje rješenje, ali je bolje nego napraviti još nekoliko termoelektrana za pokrivanje dnevnih špica potrošnje.
[10]
Upotreba solarne energije
Proizvodnja električne energije upotrebom fotovoltnih solarnih ćelija
[11]
U ovom kontekstu, pod nazivom „ solarna energija“ smatra se energija prikupljena od sunčeva svjetla. Solarna energija može biti primijenjena na mnogo načina, uključujući slijedeće: 1. • Proizvodnja električne energije uporabom fotovoltnih solarnih ćelija 2. • Proizvodnja vodika uporabom fotoelektrokemijskih ćelija 3. • Proizvodnja električne energije uporabom koncentrirane solarne energije 4. • Proizvodnja električne energije zagrijavanjem uhvaćenog zraka koji okreće turbine u solarnom tornju 5. • Zagrijavanje zgrada, direktno kroz konstrukciju pasivne solarne zgrade 6. • Zagrijavanje prehrambenih proizvoda uz pomoć solarnih pećnica 7. • Zagrijavanje vode ili zraka za kućanstva zbog tople vode i topline prostora pomoću solarno toplinskih panela 8. • Zagrijavanje i hlađenje zraka kroz uporabu solarnih kamina 9. • Proizvodnja električne energije u geosinkronoj orbiti pomoću solarnih satelita 10.• Solarne klimatizacijske jedinice
Na karti koja prikazuje insolacijski nivo vidi se da Europa nije na vrlo pogodnom području za eksploataciju, ali unatoč tome u Europi je direktno iskorištavanje sunčeve energije u velikom porastu.
[12]
Sunce je nama najbliža zvijezda te, neposredno ili posredno, izvor gotovo sve raspoložive energije na Zemlji. Sunčeva energija potječe od nuklearnih reakcija u njegovom središtu, gdje temperatura doseže 15 milijuna °C. Radi se o fuziji, kod koje spajanjem vodikovih atoma nastaje helij, uz oslobađanje velike količine energije. Svake sekunde na ovaj način u helij prelazi oko 600 milijuna tona vodika, pri čemu se masa od nekih 4 milijuna tona vodika pretvori u energiju. Ova se energija u vidu svjetlosti i topline širi u svemir pa tako jedan njezin mali dio dolazi i do Zemlje. Nuklearna fuzija odvija se na Suncu već oko 5 milijardi godina, kolika je njegova procijenjena starost, a prema raspoloživim zalihama vodika može se izračunati da će se nastaviti još otprilike 5 milijardi godina. Iako je sunčeva energija uzročnik većine izvora energije, u ovom poglavlju koncentrirat ću se na direktno iskorištavanje sunčeve energije. Pod optimalnim uvjetima, na površini Zemlje može se dobiti 1 kW/m2, a stvarna vrijednost ovisi o lokaciji, godišnjem dobu, dobu dana, vremenskim uvjetima itd. U Hrvatskoj je prosječna vrijednost dnevne insolacije na horizontalnu plohu 3-4,5 kWh/m2. Na karti koja prikazuje insolacijski nivo vidi se da Europa nije na vrlo pogodnom području za eksploataciju, ali unatoč tome u Europi je direktno iskorištavanje sunčeve energije u velikom porastu. Većinom je to rezultat politike pojedinih država koje subvencioniraju instaliranje elemenata za pretvorbu sunčeve energije u iskoristivi oblik energije. Osnovni problemi su iskorištavanja su mala gustoća energetskog toka, velike oscilacije intenziteta zračenja i veliki investicijski troškovi.
Osnovni principi direktnog iskorištavanja energije Sunca su: • • •
solarni kolektori - pripremanje vruče vode i zagrijavanje prostorija fotonaponske ćelije - direktna pretvorba sunčeve energije u električnu energiju fokusiranje sunčeve energije - upotreba u velikim energetskim postrojenjima
Solarni kolektori (Solar Collectors, Solar Thermal Heat)
[13]
Solarni kolektori se najčešće montiraju na krov kuće. Vrlo su pogodni za grijanje vode po sunčanim vremenu. Kad je vrijeme loše mogu se koristiti u kombinaciji s električnim grijačem vode.
Solarni kolektori pretvaraju sunčevu energiju u toplinsku energiju vode (ili neke druge tekućine). Sistemi za grijanje vode mogu biti ili otvoreni, u kojima voda koju treba zagrijati prolazi direktno kroz kolektor na krovu, ili zatvoreni, u kojima su kolektori popunjeni tekućinom koja se ne smrzava (npr. antifriz). Zatvoreni sustavi mogu se koristiti bilo gdje, čak i kod vanjskih temperatura ispod nule. Tijekom dana, ako je lijepo vrijeme, voda može biti grijana samo u kolektorima. Ako vrijeme nije lijepo, kolektori pomažu u grijanju vode i time smanjuju potrošnju struje. Solarni kolektori su vrlo korisni i kod grijanja bazena. U tom slučaju temperatura vode je niska i jednostavnije je održavati temperaturu pomoću otvorenih sistema grijanja. Na takav način optimalna temperatura bazena održava se nekoliko tjedana više u godini nego bez sistema grijanja vode. Postoje i kolektori koji direktno griju zrak. Ti sustavi cirkuliraju zrak kroz kolektore i na taj način prenose velik dio energije na zrak. Taj se zrak kasnije vrača u grijanu prostoriju i na taj način se održava temperatura u prostoriji. Kombinacijom grijanja zraka i grijanja vode može se postići vrlo velika ušteda. U Europskoj Uniji znatno se povećava količina ugrađenih sustava za grij anje vode i prostorija. U 2000. godini prvi put se premašila granica od milijun m2 novo instaliranih sunčevih kolektora (instalirano je 1046140 m 2 sunčevih kolektora). Njemačka i Austrija su lideri u iskorištavanju energije sunca za grijanje. Njemačka kampanja za promociju toplinske energije sunca "Solar Na Klar", pokazuje veliku efikasnost. U 2001. je instalirano 900 000 m2, a u 2000. 615 000 m 2 (+46.3%). U odnosu na cijelu Europu u Njemačkoj je 2000. godine instalirano više od 60% sustava. Plan Europske [14]
Unije je instalirati 100 milijuna m2 do 2010. godine. Trenutni pokazatelji su da će biti instalirano oko 80 milijuna m2 do 2010.
Biogorivo
Biljke upotrebljavaju fotosintezu za rast i proizvodnju biomase. Poznata kao biomaterija, biomasa se može direktno upotrebljavati kao gorivo ili za proizvodnju tekućeg biogoriva. Biogorivo proizvedeno u poljoprivredi, poput biodiezela, etanola ili bioplina (često kao nusprodukt kultivirane šečerne trske), mogu biti sagorena u motorima s unutarnjim izgaranjem ili bojlerima. Uobičajeno je da biogorivo sagorjeva kako bi oslobodilo pohranjenu kemijsku energiju u sebi. Aktivno se radi na istraživanju učinkovitijih načina pretvaranja biogoriva i ostalih goriva u električnu energiju koristeći gorive ćelije. U zadnje vrijeme sve se više priča o biogorivu kao zamjeni za tradicionalna fosilna goriva i većina političara govori o tome kao o savršenom obnovljivom izvoru energije kojega može proizvoditi bilo tko i na taj način smanjiti ovisnost o uvozu energenata. Iako priča oko smanjenja ovisnosti o uvozu energenata stoji, malo detaljnije proučavanje nastanka, svojstava i načina iskorištavanja biogoriva rezultira zaključkom da su biogoriva izuzetno opasna za razvoj čovječanstva. Iako je prili čno teško naći neku zadovoljavajuću definiciju biogoriva, u ovom radu će biti pokušano određivanje osnovnih svojstava i karakteristika biogoriva, njegovih pozitivnih strana, ali također i opasnosti koje donosi te utjecaj koji ima/će imati na ukupno svjetsko gospodarstvo.
Tekuće biogorivo
Tekuće biogorivo je inače ili bioalkohol, poput etanolnog goriva, ili bioulje, poput biodizela i čistog biljnog ulja. Biodizel se može upotrijebiti u modernim dizel vozilima s malo ili bez preinaka na motoru te može biti proizvedeno od ostataka ili čistih biljnih ili životinjskih ulja i masti (lipidi). Čisto biljno ulje može se upotrebljavati u modificiranom dizel motoru. Ustvari, dizel motor je izvorno zamišljen s pogonom na biljno ulje, a ne s pogonom na fosilna goriva. Glavna prednost biodizela je malo zračenje (emisija). Uporabom biodizela emisija ugljikovog monoksida i ostalih ugljikovodika smanjena je za 20% do 40%. U nekim područjima kukuruz, stabljika kukuruza, šećerna repa ili proso posebno su uzgajani za proizvodnju etanola (poznatog kao „zrnati alkohol“ ili „alkohol od zrna“), tekućine koja se može upotrijebiti u motorima s unutarnjim izgaranjem i gorivim ćelijama. Etanol se postepeno upotrebljava u postojećoj energetskoj infrastrukturi. E85 je gorivo sastavljeno od 85% etanola i 15% benzina koje se prodaje potrošačima. Biobutanol se razvija kao alternativa bioetanolu. Povećava se međunarodno krizitiranje biogoriva proizvedenih iz usjeva hrane zbog poštovanja prema temama kao što su: osiguravanje hrane, utjecaj na okoliš (krčenje šuma) i energetska ravnoteža. [15]
Biogoriva - Određenje i podjela Pošto smo odredili biomase kao izvor za proizvodnju biogoriva, sljedeći korak bio bi određivanje bio goriva kao takvih. Najjednostavnija definicija biogoriva mogla bi glasiti: „Biogoriva su tekuća ili plinska goriva za potrebe prijevoza, proizvedena iz biomase“. Biogoriva mogu biti proizvedena neposredno iz biljaka ili posredno iz industrijskog, komercijalnog, domaćeg i poljoprivrednog otpada. Postoje tri osnovne metode proizvodnje biogoriva. Prva se temelji na spaljivanju suhog organskog otpada ( kućanskog otpada, industrijskog i poljoprivrednog otpada, slame, drva i treseta). Zatim je tu fermentacija mokrog otpada (gnojiva životinjskog podrijetla) bez prisutnosti kisika kako bi se proizvelo biogorivo sa čak 60% metana te fermentacija šećerne trske ili kukuruza kako bi se proizveo alkohol i esteri. Konačno tu je i energija koja je dobivena šumarstvom, odnosno uzgojem brzorastućeg drveća za proizvodnju goriva. Međutim, svakako je najpoznatije fermentacija, čiji su produkti dvije najpoznatije vrste biogoriva: alkohol i esteri. Oni bi teoretski mogli zamijeniti fosilna goriva, ali budući da bi bila potrebna prilagođavanja strojeva, najčešće se koriste u mješavini s fosilnim gorivima. Biogoriva imaju potencijal usmjeren smanjivanju produkcije ugljičnog dioksida CO 2. To se prvenstveno temelji na činjenici da biljke, iz kojih se proizvode biogoriva, apsorbiraju CO2 prilikom svog rasta, koji se pak oslobađa prilikom sagorijevanja biogoriva. Međutim, budući da je energija potrebna za rast i uzgoj biljaka te njihovu pretvorbu u biogoriva i zatim distribuciju, posve je jasno kako se oslobađa dodatna količina ugljičnog dioksida. Emisije ugljičnog dioksida koji se oslobađa prili kom proizvodnje i distribucije biogoriva se mogu izračunati pomoću tehnike nazvane "Life Cycle Analysis (LCA)" koja se temelji na praćenju i izračunavanju emisije CO2 od početka rasta biljke, odnosno stavljanja sjemenke u zemlju pa do ispuštanja plina tijekom izgaranja u motoru automobila. Urađene su različite studije za različita biogoriva, čiji su rezultati također bili različito diferencirani. Većina LCA studija pokazalo je kako biogoriva u usporedbi sa fosilnim gorivima stvaraju znatno manje količine štetnih stakleničkih plinova te bi njihova uporaba, odnosno zamjena fosilnih goriva značila značajnu redukciju efekta staklenika. Postoje različite vrste biogoriva koje se dijele na prvu i drugu generaciju ovisno o izvoru materijala za proizvodnju, troškova proizvodnje, cijeni i emisiji CO2. Prva generacija biogoriva se temelji na proizvodnji iz šećera, škroba, biljnih ulja ili životinjskih masti, dok se za proizvodnju druge generacije koriste poljoprivredni i šumski otpad. Prva generacija biogoriva
Već je spomenuto kako prva generacija biogoriva nastaje iz različitih biljnih i životinjskih tvari. Najpoznatije vrste prve generacije biogoriva su etanol, biodizel i bioplin. • •
Etanol
Etilni alkohol ili etanol, C2H5OH, je prozirna, bezbojna tekućina, specifičnog okusa i karakterističnog ugodnog mirisa. Najčešće se nalazi u alkoholnim pićima kao što je pivo, vino i konjak. Zbog niske temperature ledišta korišten je [16]
•
kao tekućina u termometrima na temperaturi ispod -40 °C (-40 °F), te kao antifriz u automobilima. Etanol je najčešće koncentriran destilacijom razrijeđene otopine. Etanol koji se koristi u komercijalne svrhe sadrži 95% etanola i 5% vode. Ovaj ostatak vode se može oduzeti pomoću određenog enzima te na taj način nastaje apsolutni etanol. Temperatura na kojoj se etanol počinje topiti je -114.1 °C (-173.4 °F), temperatura vrelišta iznosi 78.5 °C (173.3 °F). Najstariji način proizvodnje etanola jest fermentacija šećera. Sva alkohola pića i više od polovice industrijskog etanola još se uvijek dobiva na isti način. Škrob koji se nalazi u krumpiru, kukuruz i ostale žitarice uz pomoć enzima kvasca i drugih enzima pretvara se u etanol i ugljični dioksid. C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2 Ova formula je zapravo jednostavan prikaz procesa u kome se stvara još mnoštvo drugih produkata. Tekućina dobivena na ovaj način, koja sadrži 7 do 12% etanola biva nizom destilacija pretvorena u 95%-tni etanol. Velike količine etanola koji nije namijenjen proizvodnji pića dobiva se sintetički iz acetaldehida koji se dobiva iz acetilena ili pak iz etilena koji se dobiva iz nafte. Etanol može biti oksidiran prvo u acetaldehid, a zatim u octenu kiselinu. Ukoliko se podvrgne dehidraciji, nastaje eter. Ostali proizvodi koji se dobivaju iz etanola su butadien iz kojeg se izrađuje sintetička guma, zatim etilni klorid (lokalni anestetik) i mnogi drugi organski spojevi. Pomiješan s benzinom etanol daje spoj gasohol koji se koristi kao automobilsko gorivo. Također se može miješati s vodom i mnogim organskim otopinama u svim omjerima. Odlično je otapalo različitih tvari i koristi se u proizvodnji parfema, l akova, celuloida i eksploziva. Alkoholne otopine neisparivih tvari nazivaju se tinkturama. U slučaju kada podliježe isparavanju, otopina se naziva špiri t. Većina industrijskog etanola je denaturirana kako bi se izbjegla njegova upotreba kao alkohola. Taj proces uključuje miješanje etanola s otrovnim ili neugodnim tvarima koje čine etanol nemogućim za ispijanje. Odstranjivanje tih tvari bi podrazumijevalo seriju tretmana skupljih od poreza na alkoholna pića. •
•
•
• •
• •
Biodizel
Biodizel je prvi od alternativnih goriva koje je postalo poznato široj publici te je najraširenije biogorivo u Europi. Proizvodi se iz ulja ili masti procesom transesterifikacije te je u ustroju slično mineralnom dizelu. Ulja se miješaju sa natrijevim hidroksidom i metanolom ili etanolom, a kao produkti te kemijske reakcije nastaju biodizel i glicerol. Na deset dijelova biodizela nastane jedan dio glicerola. Biodizel može biti korišten u svakom dizelovom motoru kada se pomiješa s mineralnim dizelom. U nekim zemljama proizvođači daju garanciju na motor ukoliko se upotrebljava i sam biodizel bez dodataka iako, npr. Volkswagen savjetuje svojim vozačima da se posavjetuju sa Volkswagenovim odjelom za zaštitu okoliša prije same upotrebe. Bioplin
Bioplin nastaje procesom anaerobne pretvorbe organskih materijala (biorazgradljiv otpad, energetske tvari) uz pomoć anaerobnih organizama, a proizveden sadrži metan i ugljični dioksid. Bioplin se može koristiti kao izvor struje te za zagrijavanje prostorija i vode. Kao gorivo, pronalazi svoju upotrebu u motoru s unutarnjim sagorijevanjem.
[17]
Druga generacija biogoriva
Druga generacija biogoriva dobivena je preradom poljoprivrednog i šumskog otpada. Za razliku od prve generacije, biogoriva ove generacije znatno bi mogla reducirati emisiju CO2, a uz to ne koriste izvore hrane kao temelj proizvodnje i neke vrste osiguravaju bolji rad motora. Biogoriva druge generacije koja su trenutačno u proizvodnji su: biohidrogen, bio – DME, biometanol, DMF, HTU dizel, Fischer – Tropsch dizel i mješavine alkohola. •
Biohidrogen
Ova vrsta biogoriva mogla bi biti najzastupljenija u budućnosti, budući da je obnovljiva, ne uzrokuje emisiju stakleničkih plinova pri sagorijevanju, već oslobađa energiju te se lako pretvara u električnu energiju pomoću ćelija za gorivo. Kod proizvodnje biohidrogena uz pomoć fotosintetičkih mikroorganizama, potreban je jednostavan solarni reaktor, kao prozirna zatvorena kutija i neznatni energijski izvor. Elektrokemijska proizvodnja biohidrogena pomoću solarne baterije zahtijeva, međutim, jake energetske izvore. Postoje različiti procesi proizvodnje biohidrogena. Neke od njih su: biofotoliza vode pomoću mikroalgi ili cijanobakterija, proizvodnja biohidrogena uz pomoć određenih enzima (hidrogenaza, nitrogenaza), proizvodnja pomoću fotosintetskih bakterija, kombinacija fotosintetskih i anaerobnih bakterija kod proizvodnje. Sama proizvodnja biohidrogena je najzahtjevnija s obzirom na okoliš. Budućnost ovog procesa ovisi ne samo o poboljšanjima na temelju istraživanja, već i o ekonomskim zahtjevima, društvenoj prilagodljivosti i razvitku hidrogenskog energijskog sustava.
•
Bio – DME
Bio – DME ili biodimetileter je jako sličan biometanolu o kojem će biti riječ kasnije. Može se proizvesti neposredno iz sintetičkog plina, koji je još uvijek u razvitku. Međutim, u kemijskoj industriji, DME se proizvodi iz čistog metanola procesom katalitičke dehidracije, kojom se kemijski razdvaja voda od metanola. Ovakav metanol može se proizvesti iz ugljena, prirodnog plina ili biomase. Često se produkcija metanola i DME obuhvaća jednim procesom. Tek nedavno se na DME počelo gledati kao na mogući izvor goriva. U prošlosti je bio korišten kao zamjena kloroflourkarbonu u sprejevima. Međutim, zbog svoje niske temperature sagorijevanja i visokog oktanskog broja pogodan je kao gorivo u dizelskim motorima. Iako ne potiče koroziju metala (kao bioetanol i biometanol), DME utječe na određene vrste plastike i gume nakon određenog vremena. Na sobnoj temperaturi je u plinovitom stanju, dok u tekuće prelazi ukoliko je tlak iznad 5 bara ili na temperaturi nižoj od -25 °C. •
Biometanol
[18]
Ova vrsta goriva druge generacije može također biti proizvedena iz sintetičkog plina, koji se dobiva iz biomase. Može se koristiti kao zamjena nafte u paljenju motora na iskru zbog visokog oktanskog broja. Baš kao i kod bioetanola, kod upotrebe ovog goriva trebali bi u obzir uzeti niski tlak isparavanja, nisku energiju gustoće i nekompatibilnost s materijalima u motoru. 10 – 20% biometanola pomiješanog s naftom može se koristiti u motorima bez potrebe za njihovom modifikacijom. Budući da biometanol gori nevidljivim plamenom i znatno je otrovan, treba prilikom uporabe poduzeti stroge mjere opreza. •
DMF
DMF ili dimetilformamid je organski spoj čija kemijska formula glasi (CH3)2NC(O)H. Ova bezbojna tekućina se može miješati s vodom i većinom organskih spojeva. Također se često koristi kao otopina u kemijskim reakcijama. Dobiva se procesom reakcije dimetil amina i ugljičnog monoksida pri niskom tlaku i temperaturi. Svoju upotrebu, osim kao gorivo, pronalazi u farmaciji, proizvodnji pesticida, sintetičkih vlakana i sličnih materijala. Smatra se kako DMF uzrokuje rak u ljudi te također neke mane prilikom rođenja. •
HTU dizel
HydroThermalUpgrading (HTU) je tehnologija pretvorbe biogoriva iz izvora kao što je mokra biomasa životinjskog podrijetla. Na temperaturi od 300 - 350 °C i visokom tlaku biomasa se pretvara u organsku tekućinu koja sadržava mješavinu ugljikovodika. Nakon procesa katalitičke hidrodeoksigenacije (HDO) može se proizvesti tekuće biogorivo, slično fosilnim gorivima. Za sada se ova tehnologija koristi samo u Nizozemskoj, gdje se i nalazi pokusni HTU pogon. •
Fischer – Tropsch dizel
Fischer – Tropsch proces je katalitička kemijska reakcija prilikom koje se ugljikov monoksid i vodik pretvaraju u tekući ugljikovodik različitih oblika. Pri tome se koriste tipični katalizatori kao željezo ili kobalt.Formula je: (2n+1)H2 + nCO → CnH(2n+2) + nH2O. Osnovni cilj ovog procesa je produkcija sintetičke zamjene nafti, prvenstveno od ugljena ili prirodnog plina, a da bi se upotrijebila kao sintetičko ulje za podmazivanje ili sintetičko gorivo. •
Mješavine alkohola
Sintetički plin, mješavina ugljikovog monoksida i vodika, može se proizvesti iz biomase kroz niz termalnih procesa, kao isparavanje. Katalitičkim reakcija se može pretvoriti u goriva, kao etanol i kemikalije velike vrijednosti, kao propanol i butanol. Trenutačni katalizatori za sintezu "mješanih alkohola" su proizvedeni za sintetički plin dobiven iz ugljena ili pare metana. Međutim, oni nisu baš najbolje rješenje te se pokušavaju proizvesti poboljšani katalizatori koji bi usavršili proizvodnju ove vrste biogoriva.
[19]
Kruta biomasa
Kruta biomasa je najčešće uobičajeno upotrebljavana direktno kao sagorljivo gorivo, proizvodeći 10-20 MJ/kg topline. Njeni oblici i izvori sadrže gorivo dobiveno iz drva, biogeni udio iz komunalnog krutog otpada ili neiskorišteni udio ratarskih kultura. Ratarske kulture mogu i ne moraju se uzgajati namjerno kao energetski usjev, a ostatak biljke se upotrebljava kao gorivo. Većina vrsta biomase sadrže energiju. Čak i kravlje gnojivo sadrži dvije trećine izvorne energije koju je krava upotrijebila. Sakupljanje energije pomoću bioreaktora je isplativije rješenje za raspolaganje otpadom s kojim su suočeni mljekari i moguće je proizvesti dovoljno bioplina za pokretanje takve farme. S trenutnom tehnologijom, ono nije idealno prikladno za uporabu kao transportno gorivo. Većina transportnih vozila zahtijeva izvore energije sa visokom gustoćom snage poput onih koji se koriste u motorima s unutarnjim izgaranjem. Ti motori inače zahtijevaju čisto sagorljivo gorivo koje je obično u tekućem obliku i manjih dimenzija, kompresirane plinovite faze. Tekućine su više prenosive zato što i maju visoku energetsku gustoću te mogu biti pumpane što omogućava lakše rukovanje. To j e razlog zašto je većina transportnih goriva tekuća. Netransportna primjena inače može tolerirati gustoću niske snage motora s vanjskim izgaranjem koji se mogu pogoniti direktno sa manje skupim krutim biomasenim gorivima za kombinirano grijanje i pogonjenje. Jedna vrsta biomase je drvo, koje je upotrebljavano tisućljećima u različitim količinama, a u novije doba njegov pronalazak je povećao uporabu. Dvije milijarde ljudi trenutno kuha svaki dan i zagrijava svoje domove za vrijeme zime upotrebljavajući sagorljivu biomasu koja je glavni pridonositelj klimatskim promjenama globalnog zatopljenja uzrokovanog ljudskom rukom. Crna čađa koja se prenosi iz Azije na polarne krajeve uzrokuje njihovo brže topljenje ljeti. U devetnaestom stoljeću, parni motori pogonjeni izgaranjem drva bili su česti, doprinoseći tako zagađenosti zraka u industrijskoj revoluciji. Ugljen je oblik biomase koji se kompresirao tisućljećima za proizvodnju neobnovljivog, visoko zagađujućeg fosilnog goriva. Drvo i njegovi nusprodukti sada mogu biti pretvoreni kroz procese poput uplinjavanja u biogoriva kao što su plin dobiven iz drva, bioplin, metanolno ili etanolno gorivo; iako daljnje razvijanje može zahtijevati da se te metode učine dostupnima i praktičnima. Ostatak šećerne trstike, otpaci pšenice, kukuruzni klip i druga biljna materija može biti i jest uspješno gorljiva. Čiste emisije ugljikovog dioksida koje su dodane u atmosferu tim procesom dolaze jedino iz fosilnih goriva koja su upotrebljavana za sadnju, gnojenje, sakupljanje i prijevoz biomase. Proces sakupljanja biomase iz sezonskih jablana i vrba te trajne trave poput divljeg prosa, vodene svijetlice i azijske trstike zahtijevaju manje učestalu kultivizaciju i manje dušika nego tipični godišnji usjevi. Pravljenje kuglica od azijske trstike i njeno spaljivanje se proučava i moglo bi postati ekonomski održivo.
[20]
Bioplin Bioplin se lako može proizvesti iz trenutnih ostataka kao što su: proizvodnja
papira, proizvodnja šećera, fekalija, ostataka životinja i tako dalje. Ovi različiti ostaci trebaju biti pomiješani zajedno i uz prirodnu fermentaciju proizvoditi plin metan. Ovo se može učiniti pretvorbom trenutnih fekalinih postrojenja u bioplinska postrojenja. Kad elektrana bioplina ispusti sav metan koji može, ostaci su katkad pogodniji za gnojivo nego originalna biomasa. Alternativno, bioplin može se proizvesti uz pomoć naprednog sustava procesuiranja otpada kao što je mehanički biološki tretman. Ovi sustavi obnavljaju reciklirane elemente iz kućanskih otpada i procesuiraju biorazgradivi dio u anarobni sažeti sadržaj. Obnovljivi prirodni plin je bioplin koji je poboljšan do kvalitete sličnoj prirodnom plinu. Približavajući kvalitetu onoj kvaliteti prirodnog plina, postaje moguće distribuirati plin masovnom tržištu uz pomoć plinomreže.
Geotermalna energija Geotermalna energija je energija dobivena odvajanjem topline od same
zemlje, obično kilometrima duboko u Zemljinoj kori. Skupo je sagraditi elektranu, ali troškovi rada su jeftini što rezultira niskom cijenom energije za pogodne lokacije. Konačno, ova energija se dobiva iz topline Zemljine jezgre. Vlada Islanda kaže: “Treba naglasiti da geotermalni izvori nisu nužno obnovljivi u istom smislu kao i vodeni izvori.“ Procjenjuje se da bi Islandova geotermalna energija mogla pružiti 1700 MW za 100 godina, u usporedbi sa trenutnom proizvodnjom od 140 MW. Internacionalna Agencija za Energiju smatra geotermalnu energiju obnovljivom. Tri tipa elektrane se upotrebljavaju za proizvodnju energije iz geotermalnih izvora: suha para, „flash“ i binarna (mješana). Elektrane suhe pare uzimaju paru iz dijelova u zemlji i upotrebljavaju je za direktni pogon turbine koja okreće generator. „Flash“ elektrane uzimaju vruću vodu, obično temperature od 200 ˚C, iz zemlje, i omogućavajući vrenje i izviranje na površinu te razdvajajući parni dio u parno vodene faze separatorima kroz izmjenjivače topline, kuhajući organski fluid koji okreće turbinu. Kondenzirana para i ostatak geotermalne tekućine u sva tri tipa elektrane su ubačene nazad u tople stijene kako bi prikupile više topline.
[21]
Geotermalna energija Zemljine kore je u nekim područjima bliža površini nego u drugim. Na mjestima vruće unutrašnjosti gdje para ili voda mogu biti odvojeni i dovedene na površinu to se može iskoristiti za proizvodnju električne energije. Takvi izvori geotermalne energije postoje u određenim geološki nestabilnim dijelovima svijeta poput: Čilea, Islanda, Novog Zelanda, Sjedinjenih Američkih Država, Filipina i Italije. Dva takva najznačajnija područja u Sjedinjenim Američkim Državama su u zaljevu Yellowstonea i u sjevernoj Kaliforniji. Island je proizveo 170 MW geotermalne energije i zagrijao 80% svojih kućanstava u 2000. godini pomoću geotermalne energije. Dio od 8000 MW kapaciteta proizvodi u cijelosti. Također postoji potencijal da se geotermalna energija dobije iz vrućih i suhih stijena. Probušene su rupe minimalno 3 km u Zemlju. Neke od ovih rupa pumpaju vodu u zemlju, dok druge pumpaju vruću vodu van. Izvori topline sastoje se od vrućih podzemnih radiogenih granitnih stijena koje se zagrijavaju kada postoji dovoljno sedimenta između stijena i zemljine površine. Nekoliko tvrtki u Australiji istražuje tu tehnologiju.
Geotermalna energija
[22]
Zemlja ima nekoliko slojeva. Osnovni slojevi su vanjska kruta kora (Crust), tekući omotač – plašt (Mantle), vanjska tekuća jezgra (Outer Core) i unutrašnja kruta jezgra (Inner Core).
Vanjska kruta kora Zemlje duboka je od pet do 50 kilometara i sastavljana je od stijena. Tvari iz unutarnjeg sloja neprestano izlaze na površinu kroz vulkanske otvore i pukotine na dnu oceana. Ispod kore nalazi se omotač i on se proteže do dubine od 2900 kilometara, a sačinjen je od spojeva bogatih željezom i magnezijem. Ispod svega toga nalaze se dva sloja jezgre – tekući sloj i kruti sloj u samoj jezgri planeta. Polumjer Zemlje je otprilike 6378 kilometara, i nitko zapravo ne zna što se točno nalazi u unutrašnjosti, sve navedeno su zapravo znanstvene pretpostavke izgleda unutrašnjosti planeta. Te pretpostavke temelje se na eksperimentima u uvjetima visokog tlaka i velikih temperatura. Spuštanjem kroz vanjski sloj Zemlje, tj. koru temperatura raste otprilike 17 °C do 30 °C po kilometru dubine (50 – 87 °F po milji dubine). Ispod kore nalazi se omotač koji je sastavljen od djelomično rastopljenih stijena i temperatura tog omotača je između 650 i 1250 °C (1200 – 2280 °F). U samoj jezgri Zemlje temperature bi po nekim procjenama mogle biti između 4000 i 7000 °C (7200 – 12600 °F). Budući da toplina uvijek prelazi sa toplijih dijelova na hladnije, toplina iz unutrašnjosti Zemlje prenosi se prema površini i taj prijenos topline glavni je pokretač tektonskih ploča. Na mjestima gdje se spajaju tektonske ploče može doći do propuštanja magme u gornje slojeve i ta magma se tada hladi i stvara novi sloj zemljine kore. Kad magma dođe do površine može stvoriti vulkane, ali većinom ostaje ispod površine te tvori ogromne bazene i tu se počinje hladiti, a taj proces traje od 5000 godina do milijun godina. Područja ispod kojih se nalaze ovakvi bazeni magme imaju visok temperaturni [23]
gradijent, tj. temperatura raste vrlo brzo povećanjem dubine i takva područja izuzetno su pogodna za iskorištavanje geotermalne energije.
Zaključak
Svijetu treba sve više i više energije. Stalni porast populacije za sobom donosi i konstantno veće potrebe za energijom i čovječanstvo je u kontinuiranoj potrazi za izvorima energije koji bi primjereno pokrili energetske potrebe. Postoje vremena kad se potražnja za energijom privremeno smanji (globalne financijske krize i globalne recesije), ali takvi događaji su prolazni i nakon što završe glad za energijom je opet sve veća i veća. Dugoročno gledano, potreba za energijom se cijelo vrijeme povećava. Trenutno svijet pokriva svoje energetske potrebe uglavnom neobnovljivim izvorima energije, većinom fosilnim gorivima – ugljenom, naftom i prirodnim plinom. Kao što i samo ime govori, ovi izvori energije nisu obnovljivi, a to znači da ne mogu trajati vječno te će u određenom trenutku biti potrošeni. Fosilna goriva su također vrlo štetna za okoliš zbog ispuštanja velike količine ugljičnog dioksida (CO 2), zagađenja okoliša u obliku izlijevanja nafte u more te također zbog izazivanja smoga koji je vrlo štetan za zdravlje. Trenutno je možda najnaglašeniji negativni efekt fosilnih goriva [24]
globalno zatopljenje – možda najveći izazov s kojim se čovječanstvo srelo u svojoj kratkoj povijesti. Velika većina stručnjaka se slaže da je sagorijevanje fosilnih goriva glavni krivac za globalno zatopljenje i to zbog ispuštanja ugljičnog dioksida koji je staklenički plin. Efekt staklenika u normalnim uvjetima omogućava ljudima život na Zemlji jer bi bez njega temperature bile znatno niže, ali prenaglašeni efekt staklenika mogao bi uništiti život na Zemlji. Ukoliko u atmosferu uđe previše stakleničkih plinova efekt staklenika će jačati i temperature će rasti, a to bi moglo pokrenuti negativnu seriju događaja koji će dodatno pojačati efekt staklenika (eng. runaway greenhouse effect). Vjeruje se da se to dogodilo na planetu Veneri gdje je koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi na ogromnih 96,5%, pa su zbog efekta staklenika temperature na površini i preko 460 °C. Zbog tih problema logično je potražiti bolje rješenje za energetske potrebe, a to su obnovljivi izvori energije. Postoji mnogo razloga zbog kojih su fosilna goriva i dalje dominantni izvori energije u većini država diljem svijeta. Jedan od glavnih razloga je to što su to tradicionalni izvori energije s dugom poviješću, a s time dolaze i vrlo jaki lobiji koji su se s vremenom okupili oko fosilnih resursa. Ovi lobiji su s vremenom postali toliko jaki da mogu znatno utjecati na političku volju država i utjecati na političare da im daju potporu. Drugi jaki razlog za korištenje fosilnih goriva je njihova početna cijena – cijena ovakve energije je inicijalno vrlo niska pa se države u razvoju češće odlučuju na fosilna goriva da bi osigurale jači ekonomski polet. Kina i Indija u zadnje vrijeme doživljavaju snažan ekonomski procvat koji se s energetske strane temelji uglavnom na ugljenu koji je najjeftinije gorivo. Inicijalno niska cijena fosilnih goriva može se u neku ruku usporediti s drogom: prvi put kad se proba to se može dobiti vrlo jeftino, ali s vremenom se razvije ovisnost i teško se skinuti s toga. Isto je i s energijom: inicijalno je cijena fosilnih goriva niska (nema velikih ulaganja), ali s vremenom se fosilna goriva toliko udomaće da je bilo kakva promjena izuzetno teška, a i uvijek se čini da je prelazak na bilo što drugo nepotrebno skupa opcija. Treći veliki razlog popularnosti fosilnih goriva je i slaba tehnološka podrška sektoru obnovljivih izvora energije. Ovo je svakako jedan od glavnih razloga zašto se obnovljivi izvori energije teško probijaju. Sredstva koja su usmjerena u obnovljive izvore energije su izuzetno mala u odnosu na sredstva koja se izdvajaju za kupovinu, transport, rafiniranje i distribuciju fosilnih goriva, a bez dobre financijske podrške u današnjem svijetu nemoguće je postići neki veliki rezultat.
Mnogo energetskih stručnjaka vjeruje da cijene fosilnih goriva m oraju snažno porasti prije nego se počne ozbiljno razmišljati o alternativnim izvorima energije. Na primjer, za naftu se smatra da mora biti iznad $100 za barel da bi se počele razmatrati alternative na globalnoj razini, jer je to granica na kojoj obnovljivi izvori energije postaju ekonomsko konkurentni nafti. Nažalost, čim je potražnja za naftom malo pala zbog globalne financijske krize, pale su i cijene nafte ispod barijere od $100 i time su ideje o alternativnim izvorima energije opet počele padati u zaborav i fosilna goriva su ostala i dalje izvori energije broj jedan. Ono što je zaista potrebno obnovljivim izvorima energije je da postanu ekonomski konkurenti i ovako „niskoj“ cijeni fosilnih goriva, jer će se u tom slučaju gospodarstvo znatno okrenuti prema čistoj energiji. [25]
Ekonomska konkurentnost obnovljivih izvora je još uvijek vrlo daleko u budućnosti, osim ako se iznenada ne počnu slijevati znatna sredstva u ovaj sektor. Jedina stvar koja ozbiljno prijeti sektoru fosilnih goriva i mogla bi pokrenuti polet čistih izvora energije su klimatske promjene. Znanstvenici cijelo vrijeme upozoravaju svjetske vođe da bi se što prije moralo početi djelovati prema smanjenju ispuštanja stakleničkih plinova i korištenja fosilnih goriva, jer se procjenjuje da su te emisije glavni razlog globalnog zatopljenja. Iako političari vole puno pričati o čistoj energiji, još uvijek nema velikih pomaka u izbacivanju fosilnih goriva iz upotrebe. Čistoća obnovljivih izvora energije je glavni argument zagovaratelja takvih izvora energije, a energetska neovisnost je druga najvažnija stvar. Poznato je da se većina potvrđenih rezervi nafte nalazi u politički vrlo nestabilnom dijelu svijeta, pa bi uvijek trebalo imati neku energetsku alternativu. Jedan od pokušaja postizanja energetske neovisnosti je i projekt Europske unije kojim se na području Sahare želi izgraditi puno solarnih elektrana koje bi imale dvostruku ulogu: generirana električna energija transportirala bi se energetskim vodovima prema Europi, a dodatno bi se radila desalinizacija vode koja je vrlo važan resurs u pustinjskim područjima. Projekt se zove Desertec, trebao bi trajati do 2050, a prvih 20 GW instaliranih kapaciteta očekuju se već do 2020 godine.
Postoji mnogo država koje daju dobar primjer iskorištavanja potencijala obnovljivih izvora energije. Na primjer Njemačka, Danska i Nizozemska s razvijenim sektorom iskorištavanja energije vjetra, Island s geotermalnom energijom, Kina s hidroenergijom, pa čak i SAD sa saveznim državama Arizona, Florida i Kalifornija u kojima postoji dosta projekata iskorištavanja energije Sunca. Prema tome, tehnologije postoje, jedino su u ovom trenutku poprilično skupe pa su potrebna velika ulaganja. S vremenom se očekuje da će sve te tehnologije napredovati u smislu efikasnosti i smanjenja cijene, pa će samim time postati mnogo atraktivnije i samim time raširenije. Čak i ako se svijet odluči za drastično smanjenje emisija ugljičnog dioksida i potpiše se novi klimatski ugovor/protokol (novi Kyoto protokol) to neće značiti da se više neće koristiti fosilna goriva. To će jedinio značiti da se veća važnost daje obnovljivim izvorima energije i da će se postepeno pokušati istisnuti fosilna goriva, ali to je postupak koji će trajati izuzetno dugo. Naravno, prilikom tog postupka javit će se jak otpor iz sektora fosilnih goriva jer ipak se tu vrte bilijarde dolara koje bi trebale prijeći iz naftnih lobija u sektor obnovljivih izvora energije. Trenutno u prilog naftnim lobijima ide činjenica da oni imaju novac i da oni odlučuju što će se raditi u smislu energetskih projekata u budućnosti. Trenutna situacija im najviše odgovara jer se cijelo vrijeme u njihovom smjeru slijeva ogromna količina novaca, pa im se baš i ne žuri s promjenama.
[26]
Literatura
internet stranice, wikipedia
[27]
