_Odzivi razvoj skripta

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA

Željko Tomšić

ENERGETIKA: Održivi razvoj i indikaori održivog razvoja

Zagreb, 2001.

Održivi razvoj i indikaori održivog razvoja

PREDGOVOR

Održivi razvoj želi uskladiti ciljeve zaštite okoliša i društveno-ekonomske ciljeve. Na sastanku 1992. godine (1992 Earth Summit) postignut je koncenzus da ideja održivosti treba biti kriterij razvojne politike na lokalnom, nacionalnom i globalnom nivou. Mnoge države, regije i gradovi počeli su ispitivati implikacije održivosti na strategije i proces planiranje. Ova ispitivanja su dovela do kompleksnih pitanja. Kako će biti zadovoljene postojeće potrebe i težnje, a da istovremeno ostane mogućnost ostanka zadovoljavajućih uvjeta okoliša i potrebnih resursa za buduće generacije? Koje su tehnološke, ekonomske i razvojne prilagodbe potrebne? Koja je odgovarajuća metoda za izradu plana strateškog razvoja i razvoja održivosti? Što je korisno mjerilo ili indikator održivosti? Za odgovor na ova pitanja potreban je novi pristup. Prijelaz ideje održivosti od teorije prema praksi djelovanja u skladu s kriterijima održivosti zahtijeva proces koji će osnažiti i proširiti analitičke metode, institucionalne strukture i ljudske kapacitete za novu eru razvoja. Povećanje nivoa utjecaja energetike na degradaciju okoliša i u razvijenim i zemljama u razvoju vodi spoznaji o potrebi za poboljšanjem energetskih opcija za održivi razvoj. Primarni cilj je maksimiranje neto ekonomskog blagostanja razvoja energetike zadržavajući zalihe ekonomskih, ekoloških i sociokulturnih vrijednosti za buduće generacije i osiguravajući mrežu koja će pokriti osnovne potrebe i zaštititi siromašne. Održive energetske opcije mogu se identificirati koristeći detaljni i integrirani okvir za analizu i proces odlučivanja, koji će uzeti u obzir brojne aktere, mnoge kriterije, više nivoa odlučivanja i mnogo prepreka i ograničenja. U prošlosti, u principu cilj planiranja razvoja energetike je bio da se zadovolje predviđene potrebe s najmanjim ekonomskim troškovima. Sada međutim, briga o okolišu i društvu mora se uključiti vrlo rano u proces planiranja radi osiguranja održivog energetskog razvoja. Zbog toga teškoće u vrednovanju određenih ekoloških i društvenih utjecaja razvoja energetike i veliki broj opcija zahtjeva primjenu metode multikriterijske analize, a ne samo primjenu konvencionalne metode analize troškova i dobiti, zbog osiguranja većeg opsega prihvatljivih alternativa kao opoziciju jednom najboljem rješenju. Koristeći na osnovi ovih ideja razvijenu metodu moguće je identificirati energetske opcije koje zadovoljavaju sva tri elementa održivog razvoja (ekonomija, okoliš i društvo) i nakon toga mogu se usporediti energetske opcije s obzirom na kriterije održivog razvoja. Elektroenergetski sektor (EES) je primjer općeg problema povezanog s energetikom i održivošću. To je kompleksni fizički sustav koji se sporo mijenja zbog veličine vlastite infrastrukture. Zbog toga je planiranje EES težak i složen zadatak zbog mnogih interesa uključenih u taj proces (uključujući elektroprivrede, zakonodavna tijela, grupe za zaštitu okoliša, potrošače i dr.) koji se ne mogu složiti o jedinstvenim ciljevima planiranja ili optimalnom rješenju. Izazov povećanja održivosti još dodaje više složenosti problemu planiranja. Uz sve te poteškoće stvarni cilj procesa planiranja je da stvori zajedničku osnovu za razumijevanje kako elektroenergetski sektor radi i reagira na različite strategije i različitu mogućnosti u budućnosti. Ako se ta baza znanja dijeli među različitim sudionicima uključenim u proces donošenja odluka, rasprave se mogu fokusirati na kvalitetan kompromis između niza najboljih mogućnosti i kako da se izabere strategija koja je robusna i elastična na način da se može prilagoditi promjenama u budućnosti.

I


SADRŽAJ PREDGOVOR .................................................................................................................................................................. I SADRŽAJ ......................................................................................................................................................................... II 1

UVOD........................................................................................................................................................................ 0 1.1 ENERGIJA I RAZVOJ DRUŠTVA ............................................................................................................................ 1 1.1.1 Električna energija ....................................................................................................................................... 1 1.1.2 POTREBA ZA ENERGIJOM I UTJECAJ NA OKOLIŠ ................................................................................ 3 1.1.3 UTJECAJI ENERGETSKIH POSTROJENJA NA OKOLIŠ .......................................................................... 4 1.2 OPIS PROBLEMA ................................................................................................................................................. 8 1.2.2 Energetski sektor........................................................................................................................................... 8 1.3 ENERGETIKA I ODRŽIVI RAZVOJ ....................................................................................................................... 10

2

ODRŽIVI RAZVOJ............................................................................................................................................... 11 2.1 DEFINICIJE ODRŽIVOG RAZVOJA ....................................................................................................................... 11 2.1.1 Povijest ideje održivog razvoja ................................................................................................................... 12 2.2 POZADINA ODRŽIVOG RAZVOJA ....................................................................................................................... 12 2.3 OSTVARIVANJE CILJA ODRŽIVI RAZVOJ ............................................................................................................ 13 2.4 ENERGIJA I OKOLIŠ ........................................................................................................................................... 14 2.5 POTREBA ZA ODRŽIVIM RAZVOJEM .................................................................................................................. 15

3

INDIKATORI ODRŽIVOG RAZVOJA ............................................................................................................. 16 3.1 LOGIKA KOD IZRADE INDIKATORA ODRŽIVOG RAZVOJA .................................................................................. 16 3.2 ŠTO SU TO INDIKATORI? ................................................................................................................................... 16 3.2.1 Podaci, vrijednosti, indikatori; neke osnovne definicije ............................................................................. 16 3.3 PROJEKT "ENVIRONMENTAL PRESSURE INDICES" - EPI ................................................................................... 17 3.4 FUNKCIJE INDIKATORA I INDEKSA .................................................................................................................... 19 3.4.1 Model pritisak-stanje-odgovor.................................................................................................................... 19 3.4.2 Model aktivnost-pritisak-stanje-utjecaj-odgovor ........................................................................................ 19 3.4.3 Glavna svojstva i funkcije indikatora u DPSIR modelu .............................................................................. 20 3.5 DESET GLAVNIH PODRUČJA ODLUČIVANJA ...................................................................................................... 20 3.5.1 Onečišćenje zraka ....................................................................................................................................... 20 3.5.2 Promjena klime ........................................................................................................................................... 21 3.5.3 Gubitak biološke raznolikosti ..................................................................................................................... 22 3.5.4 Okoliš mora i obalne zone .......................................................................................................................... 22 3.5.5 Stanjivanje ozonskog omotača .................................................................................................................... 23 3.5.6 Osiromašenje resursa ................................................................................................................................. 23 3.5.7 Raspršivanje toksičnih tvari........................................................................................................................ 24 3.5.8 Problemi okoliša urbanih sredina............................................................................................................... 24 3.5.9 Otpad .......................................................................................................................................................... 24 3.5.10 Onečišćenje voda .................................................................................................................................... 25 3.6 ENERGETSKI SEKTOR ....................................................................................................................................... 25 3.6.1 Onečišćenje zraka ....................................................................................................................................... 25 3.6.2 Promjena klime ........................................................................................................................................... 26 3.6.3 Gubitak biološke raznolikosti ..................................................................................................................... 26 3.6.4 Okoliš mora i obalne zone .......................................................................................................................... 26 3.6.5 Stanjivanje ozonskog omotača .................................................................................................................... 27 3.6.6 Osiromašenje resursa ................................................................................................................................. 27 3.6.7 Raspršivanje toksičnih tvari........................................................................................................................ 27 3.6.8 Problemi okoliša urbanih sredina............................................................................................................... 28 3.6.9 Otpad .......................................................................................................................................................... 28 3.6.10 Onečišćenje voda i vodni resursi ............................................................................................................ 28 3.6.11 Indikatori održivog razvoja i planiranje................................................................................................. 29

II


1

UVOD

Ljudsko društvo svojim djelovanjem utječe na okoliš. To je činjenica s kojom se moramo suočiti. Među najznačajnije utjecaje na okoliš spada i energetika što uključuje pridobivanje, transformaciju i uporaba energije. Priroda i ozbiljnost interakcija između energetskog sistema i okoliša nije nam još uvijek potpuno poznata. Ljudsko društvo nema sličnih iskustava iz prošlosti, tj. suočava se sa sasvim novim procesom. Usprkos tome, ekonomski rast i društveni razvoj ovise o uporabi energije pa da bi se zadovoljilo potrebe rastuće svjetske populacije, potrošnja energije također stalno raste. Problem je dakle, kako omogućiti razvoj i kako zadovoljiti rastuće svjetske potrebe za energijom i istovremeno ublažiti utjecaje opskrbe i uporabe energije na okoliš, osiguravajući tako dugoročnu kvalitetu našeg jedinog staništa, Zemlje (Slika 1.1-1). Održivi razvoj je, u užem smislu, izraz koji obuhvaća iskustva, načine i tehnologije koje potiču bolju kvalitetu života bez destruktivnog dugoročnog učinka na okoliš. U širem smislu on označava ideju da današnje aktivnosti ne smiju uništiti prirodne neobnovljive izvore ili ostaviti taj problem za budućnost, već razvoj mora biti ekonomski i ekološki prihvatljiv prema boljoj kvaliteti života. O održivom se razvoju počelo govoriti početkom 70-ih godina 20. stoljeća, a intenzivnije od 80-ih godina 20. stoljeća. Taj izraz povezuje razvoj i okoliš, kao i ekonomiju i društvo. On je povezan i s mirom, demokracijom, ljudskim pravima, jednakošću, efikasnoj uporabi energetskih izvora, utjecajem lokalne zajednice, pravednom raspodjelom dobara, uključenjem svih sektora u odlučivanje, itd. Održivi razvoj gleda lokalne potrebe kroz globalni utjecaj i buduće implikacije. Ovaj termin obuhvaća sve države bez obzira na njihovo unutrašnje uređenje i međunarodni status. Održivi razvoj treba integrirati zaštitu i razvoj, zadovoljiti osnovne ljudske potrebe, postići jednakost i socijalnu pravdu, opskrbiti socijalno samoopredjeljenje i kulturnu raznolikost, podržavati ekološki integritet. Održivost je ekonomski izraz koji kaže da sadašnje potrebe ljudi i ekonomije ne smiju reducirati kapacitet okoliša za buduće generacije, odnosno to znači da treba ostaviti svijet boljim nego što smo ga našli, uzeti samo onoliko koliko nam je potrebno, pokušati ne naškoditi životu ili okolišu, popraviti pogrešku ako se učini.

Ekonomski razvoj

Troškovi isporučene energije

OKOLIŠ Potrebna energija

Sustav opksrbe energijom Slika 1.1-1

ŽT

Utjecaj na okoliš kao integralni dio cjelokupnog energetskog (elektroenergetskog) planiranja

0


1.1 Energija i razvoj društva Agenda 21 UN konferencije o okolišu i razvoju (Earth Sumit u Rio de Janeiru [1]) ističe činjenicu da se većina svjetske energije proizvodi i iskorištava na načine koji se ne mogu održati ako ukupna potrošnja nastavi rasti i ako se nastavi primjenjivati ista tehnologija. U raznim poglavljima Agende 21, ističe se da se svi izvori energije trebaju iskorištavati tako da se štiti atmosfera, ljudsko zdravlje i okoliš u cjelini. Proizvodnja električne energije je osnovni preduvjet trajnog rasta, razvoja i dobrobiti suvremenog ljudskog društva. Međutim, proizvodnja te energije ima i nepovoljan i štetan utjecaj na okoliš i zdravlje ljudi koji želimo kvalificirati i kvantificirati. Proces kojim dostižemo taj cilj je kompleksan. Isto tako s druge strane postoji i rizik zbog pomanjkanja energije (inače se često zaboravlja). Poznato je da je raspoloživost energije uvjet razvoja civilizacije, a jedno od dostignuća civilizacije je i produljenje ljudskog života. Pomanjkanje energije posredno ugrožava opstanak ljudskog društva i negativno djeluje na životni standard i zdravlje ljudi. Prosječno trajanje života možemo povezati i s drugim parametrima koji ovise o gospodarskom razvoju zemlje, međutim, svi ti parametri su uvjetovani raspoloživosti energije. Može se reći da je produžetak životnog vijeka, kontinuirani proces, rezultat postupnog povećanja životnog standarda i potrošnje energije. Proizvodnja električne energije ostavlja svoje tragove u okolišu i životima ljudi. Smatra se da su ti utjecaji (degradacija atmosfere, globalno zagrijavanje, povećanje kiselosti tla, utjecaj na zdravlje ljudi, i sl.) značajni i bitni za daljnji ljudski razvoj. Također utjecaji proizvodnje električna energije nisu namjerni, oni utječu na život pojedinca, a ne na proizvođača ili potrošača električna energije. Očito je da rizik po ljudsko zdravlje očito utječe na kvalitetu života pojedinaca. Isto tako ljudi vrednuju okoliš, tako da štete po okoliš utječu i na boljitak života pojedinaca. Ekonomija te utjecaje, kada se izraze u novčanoj vrijednosti, naziva eksternim troškovima. Za razliku od eksternih troškova koji su monetarni indikator, postoje i nemonetarni indikatori kojima se opisuju stanja i pritisci na okoliš. Idealni nemonetarni indikatori bi bili rezultati mjerenja razine određenih utjecaja na okoliš izraženi u odgovarajućim mjernim jedinicama. Međutim, takvih nemonetarnih indikatora ima puno, pa se od nekog skupa indikatora ne može dobiti informacija relevantna za odlučivanje. Zbog toga postoje pokušaji sumiranja indikatora u indekse koji bi dali sliku o određenim pritiscima na okoliš.

1.1.1

Električna energija

Električna energija je jedna od esencijalnih potreba današnjeg društva. U razvijenim zemljama, i u zemljama u razvoju, život bez električne energije je praktično nezamisliv. Ušla je u sve pore ljudskog života, od radnog mjesta, pa do odmora kod kuće. Iz tablice (Tablica 1-1 i Slika 1.1-1) se vidi kolika je bila proizvodnja električne energije po regijama 1973. i 1997. godine [2]. Tablica 1-1: Proizvodnja električne energije po regijama 1973. i 1997. godine Regija OECD Bliski istok bivši SSSR Europa bez OECD-a Kina Azija bez Kine Latinska Amerika Afrika Ukupno svijet

ŽT

proizvodnja 1973. u TWh proizvodnja 1997. u TWh 4 443.12 8 843.66 42.84 362.67 911.88 1 227.51 116.28 209.23 171.36 1 157.76 165.24 1 060.12 159.12 683.50 110.16 404.52 6 120.00 13 949.00

1

10000 8000 6000 4000 2000 0

1973

A

fri ka

1997

O EC Bl isk D ii sto bi k vš Eu i SS SR ro pa be z.. . A K zi in ja a be zK La tin in e sk aA ...

TWh


Slika 1.1-1: Proizvodnja električne energije po regijama 1973. i 1997. godine [2] Vidi se da je proizvodnja, a time i potrošnja električne energije, u vremenskom razmaku od 24 godine porasla više nego dva puta. U tablici (Tablica 1-2) je dana raspodjela proizvodnje električne energije po tipu goriva za 1973. i 1997. godinu u svijetu [2]. Na slici (Slika 1.1-2) je raspodjela po gorivu je još zornije prikazana. Tablica 1-2: Proizvodnja električne energije po gorivu 1973. i 1997. godine gorivo proizvodnja 1973. u TWh proizvodnja 1997. u TWh 2 350.08 5 342.47 ugljen 1 505.52 1 269.36 nafta 734.40 2 162.09 plin 201.96 2 399.23 nuklearna 1 285.20 2 566.62 hidroenergija 42.84 209.24 ostalo* 6 120.00 13 949.00 ukupno *uključuje geotermalnu, solarnu, vjetar, sagorive obnovljive i otpad 6000 5000 4000

1973

3000

1997

2000 1000 0 ugljen

nafta

plin

NE

HE

ostalo*

Slika 1.1-2: Proizvodnja električne energije po gorivu 1973. i 1997. godine Dominantno mjesto u proizvodnji električne energije još uvijek pripada ugljenu s oko 40 % ukupne svjetske proizvodnje. Proizvodnja električne energije u bilo kojem tipu elektrane, iz bilo kojeg goriva, utječe na okoliš. Ti utjecaji se u elektroenergetskom sektoru mogu podijeliti u tri skupine:  utjecaji na zdravlje ljudi  utjecaji na stanovanje, tj. na zgrade i kvalitetu stambenog prostora.  okoliš tj. utjecaji na biljni i životinjski svijet (atmosferu, vodu, šume, obradive površine, sav biljni i životinjski svijet) Najznačajnija opterećenja okoliša nastaju na lokaciji elektrane. Elektrane na fosilna goriva, kao dominantni proizvođači električne energije, odgovorne su za sljedeće utjecaje:  onečišćenje zraka: sumporni dioksid (SO2), dušikovi oksidi (NOx), krute čestice i teški metali i dr.  stakleničke plinove: ugljični dioksid (CO2), metan (CH4), klorofluorougljikovodici (CFC)  otpadnu toplinu  krute i tekuće otpade  zauzeće zemljišta

ŽT

2


Najznačajniji utjecaji iz elektrana na fosilna goriva su oni koji onečišćuju atmosferu te tako utječu na ljudsko zdravlje, materijale, usjeve, šume i ostale ekosustave, te na globalno zagrijavanje. Također je značajno i toplinsko onečišćenje okoliša (prvenstveno voda i vodenih staništa). Danas, se u svijetu sve više daje pozornost analizi cijelog energijskog lanca, a ne samo proizvodnji električne energije u elektrani. Drugim riječima, u proračun utjecaja na okoliš neke elektrane želi se uključiti sve procese s kojima je ona povezana. Pojam energijski lanac električne energije obuhvaća sve procese koji prethode proizvodnji električne energije u elektranama, kao što su pridobivanje, poboljšavanje i prijevoz goriva, zatim procese koji slijede nakon proizvodnje električne energije, kao što su zbrinjavanje otpada nakon izgaranja goriva u elektranama i dekomisija elektrane, te sve pomoćne procese, kao što je proizvodnja pomoćne energije i potrebnog materijala za bilo koju fazu energijskog lanca. Svaka faza energijskog lanca uzrokuje veće ili manje eksterne troškove.

1.1.2

POTREBA ZA ENERGIJOM I UTJECAJ NA OKOLIŠ

Kroz povijest čovjek se koristio raznim vrstama energije da poboljša kvalitetu života: snagu mišića, vatru za grijanje, kuhanje, osvjetljenje i obradu metala, vodu i vjetar za pogon mlinova, parni stroj i na kraju električnu energiju. Danas je električna energija važan oblik energije i njezina će potrošnja rasti da se zadovolje potrebe sve brojnije populacije. Očekuje se da će potrošnja električne energije narasti za 50 – 75% do 2020 prema razini iz 1990.. Pogotovo će porasti potrošnja u zemljama u razvoju. Današnje zemlje u razvoju sa ¾ stanovništva troše samo ¼ svjetske energije. Npr. Kanada danas troši 8 puta više energije od Brazila koji troši 15 puta više od Tanzanije ili Bangladeša. Ali, te zemlje se danas razvijaju i njihova potrošnja jako brzo raste (npr. u Kini, Indiji, Pakistanu, Indoneziji, Maleziji, Turskoj, Meksiku, Istočnoj Europi, Južnoj Americi, itd.). Velik dio svjetske energije je trenutno proizveden i potrošen na način koji nije održiv ako ostane na sadašnjem korištenju energetskih izvora. Današnja stvarnost je da se nafta, ugljen i plin – fosilna goriva – troše za oko 85% u komercijalne svrhe (39% od nafte, 25% od ugljena i 21% od plina); nuklearna energija i hidroenergija sa oko 6 – 7% svaka; obnovljivi izvori kao što su geotermalna energija, energija vjetra, solarna energija i biomasa sa oko 1% današnje korištene energije. U proizvodnji električne energije fosilna goriva se koriste sa 63%, nuklearna energija sa 17%, hidroenergija sa 19%, a ostali obnovljivi izvori sa 1%. Nuklearna energija nije jednako rasprostranjena u cijelom svijetu, već se sa više od 95% koristi u industrijskim zemljama i zemljama Središnje i Istočne Europe i Rusije. Oko 33% ukupne primarne energije koristi se za proizvodnju električne energije, a ostalo uglavnom za transport ili je pretvoreno u toplu vodu, paru i toplinu. Potreba za kontrolom ispuštanja stakleničkih plinova trebat će obuzdati korištenje fosilnih goriva odnosno povećati njihovu energetsku efikasnost, i trebat će se više koristiti nove tehnologije i obnovljivi izvori energije. Svi izvori energije se trebaju koristiti na način da štite atmosferu, ljudsko zdravlje i okolinu kao cjelinu. Ali balansiranje između energetskih potreba i socijalnog i ekonomskog prosperiteta uz zaštitu okoliša nije lagan izazov. Sadašnja velika globalna ovisnost o fosilnim gorivima ima teške lokalne i globalne posljedice: štetne plinove, toksične polutante i emisije stakleničkih plinova. Postoji napredak u reduciranju polutanata štetnih za okoliš, koji su uglavnom emitirani iz sagorijevanja ugljena i nafte, kroz odsumporavanje, reduciranje dušičnih plinova i zadržavanje (filtriranje) pepela, ali globalno emisije se povećavaju. U razvijenim zemljama se ispuštanja smanjuju ili stagniraju, dok se u zemljama u razvoju povećavaju. Pogotovo se onečišćenje može osjetiti u gradovima. Pretpostavlja se da zbog štetnog gradskog zraka ranije umire godišnje više od pola milijuna ljudi. Općenito, velike količine otpada od fosilnog goriva koje sadrži toksične tvari uzrokuju dugoročni problem za kvalitetu voda i prehrambenog lanca. Jedna termoelektrana na ugljen od 1000 MWe proizvede godišnje 320 000 tona pepela koji sadrži 400 tona toksičnih teških metala. Odsumporavanje pak proizvodi oko 500 000 tona otpada koje sadrži toksične tvari. Vrlo je mali napredak postignut u reduciranju stakleničkih plinova proizvedenih iz fosilnih goriva čije posljedice su zagrijavanje atmosfere sa globalnim i regionalnim klimatskim promjenama. CO2, CH4, N2O, HFCS – florirani ugljikovodici, PFCS – perflorougljici i SF6 – sumporni heksaflorid su osnovni staklenički plinovi koji su produkt ljudske aktivnosti. CO2 je najvažniji staklenički plin u energetici i za njega se još nije pronašao ekonomski isplativ način smanjenja emisije koja godišnje iznosi oko 25 milijarda tona. Povećanje koncentracije CO2 se vidi u usporedbi s predindustrijskim dobom kada je iznosila 280 ppm, danas iznosi 360 ppm, a do 2100., ako se ništa ne promjeni iznositi će 500 ppm. To je prouzrokovalo porast globalne temperature za oko 0.3°C, a do 2100 temperatura će porasti za 1 – 3.5°C. Takvo će povećanje imati ozbiljne ŽT

3


posljedice po okoliš, povećanje morske razine, široke ekonomske i socijalne probleme. Razina mora je povećana za 10 – 25 cm, a do 2100. će se povećati za 15 – 95 cm. CO2 koji ima životni vijek od 100 godina polako se odstranjuje iz atmosfere prirodnim putem ali taj je proces narušen. Da bi se ostalo na današnjoj koncentraciji CO2 u atmosferi, trebalo bi reducirati ispuštanje za 50 – 70%, a to je nerealan scenarij. Čak i da se godišnje smanjenje od 2%, što bi moglo biti realno, ne očekuje se da će se tijekom 21. stoljeća stabilizirati koncentracija CO2. Da se ograniči onečišćenje okoliša i da se smanji koncentracija CO2 trebat će se maksimalno koristiti energetskim izvorima koji ne emitiraju stakleničke plinove u znatnoj mjeri i morat će biti stavljeni u uporabu što je prije moguće. Budući će energetski scenariji ovisiti o ekonomskim, tehnološkim i političkim faktorima i rezervama goriva. Realno je očekivati da će u sljedećim desetljećima fosilna goriva biti i dalje glavni energetski izvor – pogotovo prirodni plin koji najmanje emitira stakleničkih plinova od fosilnih goriva, ali i to su značajne količine. Predstoje teške političke odluke za smanjenje ovisnosti o fosilnim gorivima. Trenutno se pokušava povećati energetska efikasnost i upotreba obnovljivih izvora. Ali obnovljivi izvori ne mogu osigurati potrebu za zadovoljavanjem osnovnih energetskih potreba jer treba riješiti mnoge probleme vezane uz obnovljive izvore: smanjenje troškova, poboljšana efikasnost, pouzdanost (treba riješiti pitanje spremanja energije), integriranje u postojeće energetske sustave. Predvidivo je da nehidroenergetski obnovljivi izvori ne će biti ekonomski prihvatljivi za veliku proizvodnju i da će imati sporednu ulogu u sljedećim desetljećima. Postoje i drugi problemi vezani za obnovljive izvore, a najveći je što zahtijevaju mnogo obradivog zemljišta za svoje korištenje, a obradiva zemlja je potrebna za sve veće potrebe za hranom zbog sve većeg broja stanovnika. Hidroenergetski potencijal je u Sjevernoj Americi i Europi iskorišten sa 50%, dok još nije potpuno iskorišten u Aziji, Južnoj Americi i Africi gdje se očekuje da će se graditi male hidroelektrane zbog velikih socijalnih utjecaja i utjecaja na okoliš velikih brana (primjer za to je gradnja velike hidroelektrane u Kini gdje se uz rijeku mora premjestiti 19 gradova, a mnogo obradive zemlje će biti poplavljeno). Predviđa se da će hidroenergetska proizvodnja ostati na 6%. Trenutno, masovna uporaba obnovljivih izvora za proizvodnju električne energije je potpuno nerealna i vjerojatno još dugo ne će biti značajan elektroenergetski izvor.. 1.1.3

UTJECAJI ENERGETSKIH POSTROJENJA NA OKOLIŠ

Prema definiciji, električna energija je kritična za trajni nacionalni ekonomski rast, razvoj i dobrobit naroda. Tu definiciju potvrđuje podatak da je potrošnja ukupne energije po stanovniku (GJ/stan) za 1997.godinu u Južnoj Americi 28.7, Istočnoj Evropi 130, Zapadnoj Evropi 139, a Sjevernoj Americi 360 (1993. godine američka mreža je proizvela 3 trilijuna kWh električne energije). Međutim, postoje nusprodukti u proizvodnji električne energije koji imaju nepovoljan utjecaj na okoliš. Mnogi od tih nusproizvoda (emisija) potječu iz izgaranja fosilnih goriva (CO2, SO2, NOx, čestice) koji se koriste u proizvodnji električne energije s udjelom od prosječno 64% (minimalno 32% u Latinskoj Americi, maksimalno 87% na Srednjem Istoku i Aziji).

1.1.3.1 Utjecaji na okoliš kod proizvodnje električne energije Već samim svojim postojanjem čovjek djeluje na okoliš. Da bi bile zadovoljene elementarne potrebe, nužni su hrana i energija za pripremu hrane i grijanje. Viši životni standard visoko razvijenih industrijskih zemalja zahtijeva više industrijskih proizvoda i više energije. Čovjekova težnja da “stanuje u zelenilu” uvjetuje gradnju raštrkanih naselja koji znatno opterećuju prostor. Proizvodnja određenih proizvoda zahtijeva tehnologije koje emitiraju štetne tvari u okoliš (na primjer, proizvodnja plastike). Prostorna i vremenska raspodjela tih onečišćivača, uz djelovanje difuzije, uzrokuje veću ili manju koncentraciju zagađivača. Kritična koncentracija degradira kvalitetu okoliša, dodatno ga opterećuje i nanosi mu štetu. Izvor opterećenja okoliša je u ljudskom djelovanju koje se odvija u obliku uzročnog lanca dok ono ne dođe u sukob sa zaštitnim mjerama. Zaštitne mjere imaju zadatak da sprječavaju štete, a sastoje se od ograničenja dopuštene koncentracije zagađivača, osiguranja disperzije emitiranih zagađivača, ograničenja emisije, poboljšanja tehnologija, prijelaza na privredne grane koje manje opterećuju okoliš, promjene prostornog razmještaja postrojenja koja uzrokuju onečišćenje, ograničenja proizvodnje i potrošnje onih proizvoda kojih se proizvodnja ne može prilagoditi postavljenim zaštitnim zahtjevima.

ŽT

4


1.1.3.2 Onečišćenje zraka izgaranjem Izgaranjem se kemijska energija goriva transformira u unutrašnju kaloričnu energiju. Pritom se plinovima izgaranja u atmosferu odvode ugljik dioksid (CO2), vodena para (H2O), ugljik monoksid (CO), sumpor dioksid (SO2), dušični oksidi (NOx) i ugljikovodici (CmHn) različitog sastava. Iako ugljični dioksid i voda nisu otrovni, uz dovoljno visoku koncentraciju povećavaju apsorpciju toplinskog zračenja u atmosferi, pa na taj način mogu utjecati na njezinu temperaturu. Iznos i sastav specifičnih emisija produkata izgaranja ovise o fizikalnim i kemijskim svojstvima goriva (npr. udio sumpora u gorivu), o vrsti, opremljenosti, veličini i načinu pogona (npr. temperatura u komori za izgaranja uvjetuje količinu dušičnih oksida u emisiji) - Tablica 1-3. Tablica 1-3 Specifične emisije iz TE po jedinici energije goriva (g/GJ) (prosjek u Njemačkoj) Gorivo ugljen teško loživo ulje ekstralako loživo ulje prirodni plin

H2O 13 700 21 000 24 000 42 000

CO2 100 000 75 000 74 000 60 000

CO 5 0.1 0.1 0.1

SO2 740 750 210 0

NOx 220 250 250 200

CmHn 3 10 4 4

pepeo i čađa 80 30 7 6

Da se dobije slika o emisijama iz TE, izračunati su podaci za TE snage 1 000 MW s godišnjom proizvodnjom električne energije od 6 000 MWh. masa (CO2) = 6 420 000 kg masa (SO2) = 474 000 kg masa (NOx) = 141 000 kg masa (pepeo i čađa) = 5160 kg Te vrijednosti su obično veće. Na primjer, za kameni ugljen ogrjevne moći 28.3 MJ/kg, uz specifičnu emisiju od 1700 mg pepela po kWh, ista TE proizvede 10 200 tona. Ako ugljen ima manju ogrjevnu moć, emisija pepela će biti veća. S obzirom na emisije iz termoelektrana, treba očekivati razvoj kotlova s ložištem u fluidiziranom sloju. Mana tih kotlova je povećanje količine čvrste tvari koju treba odlagati. Emisije iz rafinerija nafte sastoje se uglavnom od ugljikovodika i sumpor dioksida. Tablica 1-4 Specifična emisija u rafineriji nafte po toni prerađene sirove nafte (g/t) H2O 75 000 1.1.3.2.1

CO2 180 000

CO 25

SO2 2 400

NOx 1 000

CmHn 2 000

prašina 30

Ugljik dioksid (CO2)

Ugljik dioksid (CO2) je prirodni sastavni dio atmosfere i bez njega nije moguć život na Zemlji. Emisija CO2 u atmosferu može izazvati promjenu klime na Zemljinoj površini, pa je potrebno razmotriti utjecaj CO2 na okoliš. Specifična emisija CO2 izgaranjem goriva ovisi o udjelu ugljika u tom gorivu. Prema podacima iz Tablica 1-5 vidi se da je najveća emisija ostvarena izgaranjem lignita, a najmanja izgaranjem prirodnog plina (otprilike 2:1). Tablica 1-5 Gorivo Lignit Kameni ugljen Sirova nafta Prirodni plin

Emisija CO2 po GJ energije goriva Ogrjevna moć (MJ/kg) 8.37 29.31 41.87 39.98

Udio ugljika(%) 26.3 75.0 86.0 70.0

Količina goriva (kg/GJ) 119.5 34.1 23.9 25.0

Količina ugljika (kg/GJ) 31.4 25.6 20.6 17.5

Emisija CO2 povećava efekt staklenika što dovodi do klimatskih promjena na Zemlji. ŽT

5

Količina CO2 (kg/GJ) 8.56 6.98 5.62 4.77


1.1.3.2.2

Sumporni dioksid (SO2)

Sumporni dioksid (SO2) nastaje kao jedan od produkata izgaranja fosilnog goriva (krutih i tekućih) koja redovito sadržavaju sumpor. U emisiji sumpora najveći udio imaju termoenergetska i industrijska postrojenja, dok su emisije zbog prirodnih biokemijskih procesa zanemarive (red veličine je oko 1% ukupne emisije). Nastajanje SO2 u ložištima fosilnih goriva ne može se spriječiti, ali se može spriječiti ispuštanje SO2 ako izvršimo pročišćavanje dimnih plinova (odsumporavanje) ili ako izgaramo ugljen u ložištima sa fluidiziranim slojem. Temeljni utjecaj SO2 je posljedica kemijske reakcije SO2 sa vodom u atmosferi pri čemu nastaje sumporasta ili sumporna kiselina. Važna karakteristika SO2 je kratko rezidentno vrijeme (nekoliko dana). Sumporna kiselina je lako topiva u vodi te je apsorbiraju i otapaju kapljice vode. Posljedica tih kemijskih reakcija su kisele kiše. Zbog navedenih razloga, djelovanje kiselih kiša ograničeno je na lokalnu ili regionalnu zonu (ovisno o vjetrovima i sadržaju vlage u atmosferi). Teško je kvantificirati štete uzrokovane kiselim kišama jer one ovise o vrsti raslinja (neke vrste su posebno osjetljive, na primjer crnogorično drveće), o dužini trajanja utjecaja i cijene koju pojedine zemlje pripisuju tim štetama. Sumporni dioksid može imati i pozitivni učinak jer pojačava albedo atmosfere (tj. refleksiju ulaznog sunčevog zračenja) i time u određenoj mjeri može kompenzirati efekt staklenika. 1.1.3.2.3

Dušični oksidi (NOx)

Koncentracija dušičnih oksida u atmosferi je mala, a u toj koncentraciji prevladava N2O (dušični oksidul) s udjelom od 99%. Ostali spojevi (koji spadaju u skupinu oksida) su NO i NO2. Prirodni izvori emisija N2O su oceani i vlažne šume (6 – 12 Tg/god), a antropogeni izvori su obradiva zemljišta, izgaranje biomasa, industrijska postrojenja (3.7 – 7.7 Tg/god). Bez obzira na malu koncentraciju dušičnih oksida u atmosferi, oni imaju značajan učinak koji se manifestira na tri načina: nastanak kiselih kiša, stvaranje prizemnog ozona i utjecaj na količinu ozona u stratosferi (ozonski omotač). Kisele kiše koje potječu od dušikovih oksida u atmosferi (u pitanju je HNO3; dušična kiselina) imaju sličan negativan učinak na vegetaciju. Molekule NO2 zbog razgradnje pod djelovanjem elektromagnetskog zračenja većih valnih dužina uzrokuju nastajanje prizemnog ozona. Prizemni ozon uzrok je fotokemijskog smoga i štetan je za raslinje. U stratosferi molekule NO2 pospješuju razgradnju ozona (djeluju kao katalizator kemijskoj reakciji). Razgradnja stratosferskog ozona slabi apsorpciju štetnih ultraljubičastih zraka i omogućuju njihov lakši prodor do površine Zemlje gdje izazivaju štetne učinke na biološki svijet (sadržaj ozona je vrlo bitan za biološke procese na Zemlji). 1.1.3.2.4

Čestice

Tokom izgaranja ugljena, nesagorene mineralne tvari (neorganske nečistoće) tvore pepeo. Dio pepela se ispusti kroz dno ložišta. Čestice pepela koje se nalaze u struji dimnih plinova su poznate kao leteći pepeo. Čestice se općenito označavaju kao “PM”, “PM 10”, “PM 2,5” (što znači čestice ekvivalentnog promjera od 10 mikrona ili manje, odnosno 2,5 mikrona ili manje). Količina i karakteristike letećeg pepela i raspodjela veličine čestica ovisi o mineralnoj tvari u ugljenu, sistemu izgaranja i uvjetima rada kotla. Mineralni sastav ugljena i količina ugljika u letećem pepelu određuju količinu, specifični otpor i kohezivnost letećeg pepela. Tehnologija izgaranja uglavnom određuje razdiobu veličina čestica i time konačnu emisiju čestica. Mjere za uklanjanje čestica iz dimnih plinova u primjeni su dugi niz godina i bile su prve mjere smanjenja emisija u okoliš termoelektrana. Emisije čestica mogu se smanjiti preventivnim mjerama ili kontrolnim tehnologijama. Preventivne mjere, su često troškovno efikasnije od kontrolnih tehnologija.

1.1.3.3 Opterećenje okoliša radioaktivnim zračenjem Radioaktivnost ili radioaktivno zračenje je pojava pri pretvorbi atoma u kojoj atomske jezgre emitiraju čestice ili elektromagnetsko zračenje. To se događa zato što svaki sustav u prirodi teži da se mijenja prema stanju niže energije, a mnoge atomske jezgre nisu u stanju najniže energije. Svi elementi s rednim brojevima ŽT

6


većim od 83 prirodno se raspadaju, dakle radioaktivni su. Raspad nestabilnih nuklida potpuno je slučajna pojava, pa se ne može nikako predvidjeti kad će se neka jezgra raspasti. Osim toga, na raspad jezgre ne može se djelovati nekim vanjskim utjecajem (promjenom temperature, tlaka, električnog, magnetskog ili gravitacijskog polja). Statistički se, međutim, uvijek raspada točno određeni dio početnog broja jezgara i to brzinom karakterističnom za svaki radioaktivni nuklid. Ta se brzina određuje vremenom poluraspada; to je vrijeme potrebno da se raspadne polovica jezgara koje su postojale u trenutku početka promatranja. Zračenje, kao posljedica nuklearnih procesa u zvijezdama prožima cijeli svemir, pa i Zemlju. Prirodni radionuklidi nalaze se u svim tvarima na Zemlji i u njezinoj unutrašnjosti. Nalaze se u ljudima, životinjama, biljkama. To je zračenje, kao i svjetlost i toplina Sunca, u samoj prirodi u kojoj je život nastao i razvijao se. Prirodno ozračivanje je ozračivanje iz prirodnih izvora i nisu izravna posljedica ljudskog djelovanja. Ozračenje kozmičkim zračenjem je najintenzivnije iako znatno oslabljeno apsorpcijom u atmosferi. Ekvivalentna doza ozračenja na razini mora na srednjim geografskim širinama iznosi oko 0.034 Sv/h što odgovara godišnjoj ekvivalentnoj dozi od 0.300 mSv/god. S povećanjem nadmorske visine povećava se ozračenje jer je apsorpcija u atmosferi manja što je nadmorska visina veća. Prema tome će čovjek koji živi na 1000 m nadmorske visine biti će oko 40% više ozračen od stanovnika primorskih mjesta. Za vrijeme leta na visini od 10 km tokom 12 h (na primjer, od Zagreba do Pekinga), putnik će biti ozračen ekvivalentnom dozom od oko 36 Sv, što je 90 puta više nego da je to vrijeme proboravio u nekom primorskom mjestu. Umjetno zračenje uzrokuju različiti umjetni izvori zračenja kojima proizvodimo zračenje (medicinski uređaji, akceleratori), uređaji kojima je zračenje nusproizvod (nuklearni reaktori), koncentrirane ili raznesene umjetne radioaktivne tvari. Raznesene radioaktivne tvari pojavljuju se kao nuklearni otpad iz industrije, nuklearnih elektrana i od nuklearnih eksplozija. Zračenje se u medicini upotrebljava u dijagnostici i terapiji. Pritom rendgenska dijagnostika ima najveći udio u ozračivanju stanovništva. Ekvivalentna doza ozračenja u dijagnostici ovisi o zdravstvenoj zaštiti u pojedinoj zemlji. U razvijenim zemljama ona iznosi 0.25-2 mSv/god s tendencijom smanjivanja. U terapiji se koriste zračenja visokih energija koja uzrokuju velike doze u organima koji se ozračuju (10-70 Sv), pa ona, uz svu zaštitu i usmjeravanje, oštećuje okolno tkivo. Od nuklearnih eksplozija potječu u atmosferi dvije vrste radionuklida: primarni otpadni radionuklidi od nuklearnog goriva i njihovi radioaktivni potomci (uglavnom teži radionuklidi) te neutronskim zračenjem stvoreni sekundarni radionuklidi, uglavnom tricij i ugljik – 14. Procijenjena dugoročna ekvivalentna doza ozračenja po stanovniku za sve do sada izvršene eksplozije nuklearnog oružja u atmosferi jest 4350 Sv, a nakon 2000. godine 3190 Sv. 1.1.3.3.1

Radioaktivnost u nuklearnoj elektrani

Glavni su izvori radioaktivnosti u nuklearnoj elektrani (NE) su: a. primarni produkti raspadanja nuklearnog goriva i produkti naknadnog raspadanja primarnih produkata b. jezgre aktivirane apsorpcijom neutrona u rashladnom mediju i u nečistoćama u rashladnom mediju Primarni produkti fisijskog raspada i produkti naknadnog raspadanja ponajviše ostaju u gorivim elementima, a samo mali dio izotopa (uglavnom plemeniti plinovi i jod) dolazi u rashladno sredstvo ošteti li se košuljica gorivih elemenata. U uređajima za pročišćavanje rashladnog sredstva izlučuju se radioaktivni izotopi iz rashladnog sredstva, ali dio njih odlazi u okolinu zbog neminovnih propusnosti u pojedinim dijelovima kruga (brtve). Raspodjela aktivnosti zračenja u NE ovisi o tipu reaktora i o izvedbi elektrane.

1.1.3.4 Rizici nesreća Dosadašnje analize nisu uzimale u obzir moguće učinke ozbiljnih nesreća povezanih s kvarovima reaktora tijekom raznih pogonskih stanja. Nedvojbeno postoji potreba za sustavnim, nepristranim i analitičkim vrednovanjem učinaka mogućih reaktorskih učinaka na okoliš. Uzrok je u negativnoj percepciji javnosti prema nuklearnoj energetici što je a priori stavlja u neravnopravan položaj u odnosu na konvencionalne elektrane. Proračun utjecaja ispuštanja radioaktivnosti u akcidentalnim uvjetima temelji se na riziku od moguće nesreće. Rizik se definira kao suma produkata vjerojatnosti pojavljivanja scenarija pi i posljedica od nastale nesreće Ci kada suma ide po svim mogućim scenarijima. Rezultati jako ovise o iznosu vjerojatnosti pojavljivanja nesreće, ispuštenoj radioaktivnosti i razmatranim scenarijima izloženosti.

ŽT

7


Rezultati novih studija pokazuju da su rizici, izraženi preko njihovih očekivanih vrijednosti, prilično mali u usporedbi s ostalim kategorijama eksternih troškova. Očito, postoji odstupanje između takvog rezultata i velikog straha najvećeg dijela populacije od nuklearne nesreće. U suvremenoj ekonomiji postoji stajalište da bi eksterni troškovi morali odražavati sklonosti stanovništva. Spomenuto odstupanje navelo je neke ekonomiste na pokušaj približavanja eksternih troškova rizika i sklonosti dijela populacije, tako da uz proračun očekivanih šteta uzmu u obzir i ljudsku nesklonost riziku. Takav pristup predlažu Pearce et al. (1992) [4] i švicarska studija Infras/Prognos (1994) [5]. Međutim, u takvim je pristupima nesklonost riziku u obzir uzeta na ad hoc način. Čvršću teoretsku osnovu ima studija autora Krupnick, Markandya i Nickell (1993) [6].

1.1.3.5 Ostali utjecaji na okoliš Osim ovih opisnih utjecaja koji se i najviše obrađuju u analizi utjecaja na okoliš proizvodnje električne energije postoji i niz drugih utjecaja kao što su: zauzeće zemljišta, ispuštanja tekućih otpada, kruti otpad dijelova postrojenja, otpadna toplina iz rashladne tekućine, vodena para iz rashladnih tornjeva i dr.

1.2 Opis problema Vidimo dakle da postoje dva opća problema vezana za energetiku, a to su stalno povećanje potreba za energijom i negativne posljedice po okoliš dobivanja, transformacije i potrošnje energije. Zbog toga je analiza i određivanje strategije razvoja i strateškog plana energetike vrlo složeno. Javno mnijenje i donositelj odluka zahtijevaju jasne odgovore na pitanja vezanim na energetski sektor i pogotovo o elektranama za proizvodnju električne energije. Takva pitanja su npr. koje su ekonomske i ekološke posljedice povećanog korištenja sustava za kogeneraciju, obnovljivih izvora i sl.? Je li moguće i isplativo zatvoriti NE i istovremeno smanjiti emisiju plinova staklenika. Kako internalizacija eksternih troškova utječe na relativnu konkurentnost različitih načina proizvodnje električne energije? Što se može očekivati od obećavajućeg napretka pojedinih tehnologija u slijedeće 2-3 decenije. Koji je izbor resursa za elektrane u sistemu najbliži idealnom koji je jeftin, čist za okoliš, pouzdan i u isto vrijeme ima mali rizik za nesreće? Kako možemo ocijeniti i rangirati sadašnje i buduće proizvodne opcije s obzirom na njihove karakteristike prema kriterijima održivosti.

1.2.1.1 Dileme u energetskoj/elektroenergetskoj politici Odluka o izboru strategije razvoja ovisi o određenom stupnju analize inkrementalnog kvantitativnog efekta politike relativno prema strategiji ne činjenja ništa. Odluka će ovisiti o povjerenju donositelja odluka na pouzdanost modela koji stoji iza analize. Odgovor na ovo pitanje imat će u prvom redu utjecaj i na proizvođačku i potrošačku stranu i u drugom redu kada se uzme u obzir povratna veza makroekonomije na poduzete akcije. 1.2.2

Energetski sektor

Energetski sistem se sastoji od mnogo dijelova: ekonomske komponente, javne institucije, industrija, transport, kućanstva, elektrane i transformatori, neenergetske usluge i dr.. Pojednostavljeno energetski sistem se može prikazati s tri glavne komponente prikazane Slika 1.2-1: potrošnja električne energije, proizvodnja i makroekonomsko okruženje u kojem se to događa. Model treba računati s interakcijama ovih dijelova: potrošnja i proizvodnja dolaze u ravnotežu i kao takvi utječu na makroekonomsku sliku. Modeli mogu biti napravljeni da simuliraju sve tri komponente koristeći jedan ili više setova agregiranih jednadžbi. neki analitičari smatraju da je potrebno da se proizvodni sektor modelira odvojeno koristeći okvir optimizacije i takvi modeli koriste agregirane jednadžbe za predstavljanje druge dvije komponente. Moguće je da svaka komponenta sadrži jedan ili više modela. Podaci se prenose iz jednog modela u drugi po potrebi.

ŽT

8


Makroekonomija

Zakonodavna kontrola i zaštita okoliša

Društveni, ekološki i ekonomski utjecaji

Proizvodnja energije

Cijene energije

Potreba za proizvdima i uslugama

Potrošnja energije

Potrošnja energije

Slika 1.2-1

Pojednostavljeni prikaz 3 komponente energetskog sektora i njihove veze

 Potrošačka strana U svakom razmatranju potrošnje energije analitičar se susreće s nesigurnostima u sistemu:  kako će izgledati buduće tehnologije i kako će se mijenjati energetska efikasnost?  kako brzo će postojeće tehnologije nestati s tržišta i kako će se brzo nove tehnologije uvoditi? Kako će troškovni i netroškovni faktori utjecati na investicije u nove tehnologije?  koji će efekti promjene u ekonomiji ili koji napori istraživača imati utjecaj na prodor novih tehnologija  koji će efekti imati utjecaja na promjenu cijena goriva i kako će se to odraziti na promjenu vrste goriva koja se koristi?  proizvođačka strana Opskrbljivački dio daje cijene koje se koriste u analizi potrošnje. Svjetske cijene fosilnih goriva su pod utjecajem promjena u potražnji, ali i drugih događaja regionalnog ili lokalnog karaktera. Model proizvodnje energije koristi uvijek neke od tehnika optimizacije za simuliranje opskrba energijom.  Makroekonomska komponenta Makroekonomski modeli, ponekad u zajedništvu s ulaz-izlaz modelima, daju promjene scenarija u potrošnji energije za proizvodnju ili za usluge. Vezu između makroekonomije i energetskih čvorova sistema (Slika 1.2-1) je teško simulirati ali upravo u disertaciji se pokušava kvantificirati utjecaj proizvodnje električne energije na makroekonomiju. Simulacija energetskih potreba Planeri i donositelji odluka procjenjuju alternativne akcije u traženju odgovora na problem koristeći kvantitativne modele, analizu troškova i koristi, diskusiju s ekspertima, pregledom sličnih događanja u prošlosti i druge analitičke tehnike. Disertacija se ne bavi problematikom prognoze potrošnje električne energije već je to ulazni parametar ovog modela koji se dobije iz nekog drugog modela.  Modeli za simulaciju energetskih potreba U osnovi postoje dva modela za određivanje buduće potrošnje energije. Modeli koji trebaju detaljne podatke o tehnologijama ili procesima na koje se odnose podaci za različite sektore. Ti modeli se zovu "bottom-up" jer oni simuliraju aktivnosti u sektoru u njegovoj osnovnoj točci, tehnologiji ili procesu i energiji koja se koristi za pokrivanje potrošnje. Modeli koji koriste tipično regresiju ili druge matematičke tehnike za određivanje agregiranog odnosa između potrošnje energije i vremena, cijena različitih oblika energije i dr. zovu se "top-down" jer oni se baziraju na kumulativnoj slici ograničenog broja akumuliranih vrijednosti u sektoru energetike. ŽT

9


Filozofija "top-down" pristupa ("ekonomski") sugerira da se potrošnja energije može smatrati funkcijom nekoliko akumuliranih varijabli. Bottom-up pristup ("inženjerski") fokusira se na karakteristike troškova i efikasnosti tehnologija koje mogu zadovoljiti potrebe društva za energijom. Nedostatak ovog pristupa je da treba detaljne podatke iz drugih analiza i modela. Disertacija je fokusirana na dio energetskog sektora za proizvodnju električne energije i planiranje novih proizvodnih kapaciteta uzimajući u obzir društvene, ekonomske, ekološke utjecaje i ograničenja zbog propisa o zaštiti okoliša i smanjenja emisija.

1.3 Energetika i održivi razvoj Danas kada općenito govorimo o razvoju društva kao ideja vodilja za izbor kriterija kod planiranja razvoja opće prihvaćeno je da to bude princip održivog razvoja. U skladu s idejom održivog razvoja energetske strategije razvoja bi trebale povećati efikasnost uporabe i pretvorbe energije, razviti usklađenu politiku korištenja domaćih resursa, reducirati emisije zbog smanjenja utjecaja na okoliš i ljudsko zdravlje vezanih za proizvodnju, prijenos i korištenje energije, smanjiti ekonomske i sigurnosne rizike ovisnosti o energiji proizvedenoj u nestabilnim područjima svijeta, održavati sigurnost države smanjenjem ovisnosti o šokovima na globalnim energetskom tržištima, investirati u znanost i tehnološki napredak. Održivi energetski sustav može se definirati u skladu s sljedećih šest kriterija usklađenosti: 1. usklađenost s okolišem 2. međugeneracijska usklađenost 3. usklađenost potrošnje 4. društveno-politička usklađenost 5. geopolitička usklađenost 6. ekonomska usklađenost. Primjena ideje održivog razvoja zahtijeva i definiranje indikatora održivog razvoja i način za vrednovanje i usporedbu tih indikatora. Tako Poglavlje 8 Agende 21 poziva na razradu indikatora za održivi razvoj: "države mogu razviti sistem za nadzor i vrednovanje napretka procesa za dostizanje održivog razvoja usvajajući indikatore koji mjere promjene u ekonomiji, društvu i okolišu" (paragraf 8.6). Zbog toga je UN Komisija za održivi razvoj napravila određen broj indikatora. Određen broj indikatora predstavlja jezgru indikatora za okoliš, ekonomiju i društvo i oni su određeni kao indikatori održivog razvoja. U Tablica 1-6 dana je ilustracija razlike između tradicionalnih indikatora i indikatora održivog razvoja: Tablica 1-6

Usporedba tradicionalnih indikatora i indikatora održivog razvoja

Tradicionalni indikatori Nivo onečišćenja u zraku i vodi, općenito mjeren u ppm određenog polutanta Tone stvorenog krutog otpada Potrošnja energije po stanovniku

Indikatori održivog razvoja Bioraznovrsnost Broj pojedinih životinjskih i biljnih vrsta (npr. broj ugroženih ptica u nekom području) Količina recikliranog materijala po osobi kao mjera ukupno proizvedenog čvrstog otpada Omjer obnovljivih i neobnovljivih izvora za proizvodnju energije Ukupna količina energije potrošena iz svih izvora

ŽT

10

Naglasak indikatora održivog razvoja sposobnost ekosustava da procesira i asimilira polutanta

cikličko korištenje resursa uporaba obnovljivih izvora energije očuvanje (štednja) energije


2

ODRŽIVI RAZVOJ

Općenito postoje dvije osnovne teorije o vezi razvoja i okoliša. Uz teoriju koja je dokazivala da je moguće imati razvoj ili očuvanje okoliša, ali ne i oboje istovremeno, to znači da ako želimo razvoj, cijena će koju moramo platiti biti gubitak kvalitete okoliša. Ova teorija može dovesti do dva različita zaključka vezana uz razvoj i okoliš. Prvi je pesimistični pogled koji vjeruje da će razvoj konačno dovesti do katastrofe okoliša na svijetu. Dakle, bilo kakav razvoj će konačno osuditi na propast budućnost ljudske vrste i također same Zemlje. Drugi pogled dozvoljava činjenicu da će razvoj uzrokovati degradaciju okoliša i optimistično vjeruje da će se problem okoliša riješiti kada razvoj dosegne određeni nivo. Nasuprot tome pod pretpostavkama teorije održivog razvoja, okoliš i razvoj su međusobno ovisni i u osnovi obostrano se potpomažu. Postaje sve jasnije i jasnije da bez zaštite okoliša nije moguće imati održivi razvoj. I bez razvoja vrlo je teško održanje visoke kvalitete našeg okoliša i poboljšanja kvalitete života za sve ljude koji žive na Zemlji. Zbog toga održivi razvoj je razvoj koji može biti održiv kroz dugi vremenski period izričito uzimajući u obzir razne faktore okoliša na kojima se različiti procesi razvoja temelje.

2.1 Definicije održivog razvoja Što znači pojam održivi razvoj Pojam se počeo široko koristiti od 1987. godine poslije publikacije "Naša zajednička budućnost (Our Common Future) izdane od Svjetske komisije za okoliš i Razvoj (World Commission on Environment and Development), također poznate kao Brundtland Report [3] nakon predsjedavanja komisijom Gro Harlem Brundtland, premijerke Norveške. Ona je opisala održivi razvoj kao "zadovoljavanje sadašnjih potreba bez ugrožavanja mogućnosti budućih generacija da zadovolje svoje vlastite potrebe". Poslije toga pojam je široko citiran i prihvaćen. Ideja održivog razvoja je dobila svoj zamah kroz UN konferenciju o okolišu i razvoju (United Nations Conference on Environment and Development - UNCED) održanoj u Rio de Janiero (Brazil) 1992. godine. Agenda 21 i prihvaćena od strane UNCED koji poziva da razvojne strategije trebaju imati za cilj zaštitu okoliša i međugeneracijsku pravednost, i naglasila da briga o okolišu i razvoju trebaju biti integrirane u proces donositelj odluka. Ne postoji jedinstvena definicija održivog razvoja i neki uobičajeni opisi održivog razvoja su: "Održivi razvoj zadovoljava sadašnje potrebe bez ugrožavanja mogućnosti budućih generacija da zadovolje svoje vlastite potrebe" - United Nations World Commission on Environment and Development "Tada sam rekao da zemlja pripada svakoj generaciji tijekom njena života, potpuno i to je njeno vlastito pravo, ali nijedna generacija ne može stvoriti dug veći nego ga može platiti tijekom vlastitog postojanja" Thomas Jefferson, September 6, 1789 "Održivost se odnosi na sposobnost društva, ekosustava ili bilo kojeg sustava da nastavi funkcionirati u neograničenoj budućnosti bez forsiranja iskorištenja ključnih resursa"-"Napori za održivi razvoj sastoje se od dugoročnog, integriranog i sustavnog pristupa razvoju i postizanju zdravog društva zajedničkom brigom o ekonomiji, okolišu i socijalnim pitanjima. Fokus i veličina napora za održivost ovisi o lokalnim uvjetima, uključujući i resurse, politiku, individualne akcije i jedinstvene napore zajednice." Robert Gilman, President of Context Institute "Održivost je doktrina koja kaže da se ekonomski rast i razvoj mora događati i održavati tijekom vremena, s ograničenjima obzirom na ekologiju u najširem smislu, s biosferom i fizikalnim i kemijskim zakonima koji

ŽT

11


ju opisuju…To znači da su zaštita okoliša i ekonomski razvoj prije komplementarni nego antagonistički procesi." William D. Ruckelshaus, "Toward a Sustainable World," Scientific American, September 1989 2.1.1

Povijest ideje održivog razvoja

Odakle dolazi pojam održivi razvoj? Iako je široko prihvaćena definicija, "Održivi razvoj zadovoljava sadašnje potreba bez ugrožavanja mogućnosti budućih generacija da zadovolje svoje vlastite potrebe", ipak ne postoji dogovor što to zapravo znači u praktičnom ili teoretskom smislu. Ali koncept održivog razvoja stimulirao je ljude da pažljivo razmotre veze između razvoja, ekonomije, društva i problematike okoliša. I kako su ljudi sastavljali te veze, tako su počeli i tražiti rješenja. Svi slijedeći elementi međusobno povezani su preduvjeti za održivi razvoj: 1. mir 2. demokracija 3. ljudska prava 4. jednakost 5. efikasno korištenje energetskih resursa 6. uključivanje lokalne zajednice 7. pravedna distribucija bogatstva 8. sudjelovanje svih sektora u procesu odlučivanja Svi ovi elementi su jednako važni i mogu se sagledati kao dio slagalice i postoje dijelovi koji nisu nabrojeni. Održivi razvoj može biti pozitivni proces gdje traženje rješenja vodi nalaženju osnove s drugim.

2.2 Pozadina održivog razvoja Neoklasična ekonomska teorija uči da nikad ne će ponestati robe. To je zbog toga jer kad cijena poraste, koristit ćemo ju manje i manje ali će uvijek nešto preostati po nekoj konačnoj cijeni. Praktično svaka knjiga iz ekonomije to uči, ali svaka knjiga iz ekonomije griješi jer energija je fundamentalno različita od bilo koje druge robe. Ne postoji zamjena za energiju. Energija je preduvjet za bilo koju drugu robu, i ako se sva energija "potroši" nestat će također i sve ostalo. Po definiciji energetski izvori moraju proizvesti više energije nego što se troše, ili se oni zovu "ponori". Po definiciji energetski izvori su se potrošili kada troše više energije nego što proizvode. Taj univerzalni energetski zakon vrijedi bez obzira kako visoko poraste cijena energije. Ekonomisti su slijepi na jedinstveno svojstvo energije jer su ekonomske metode po prirodi defektne. Ekonomisti pretvaraju svu robu u novac - koji naravno izbriše sve kvalitativne razlike između roba. Da bude održiv, razvoj mora poboljšati ekonomsku efikasnost, zaštititi i obnoviti ekološke sustave i unaprijediti život svih ljudi. Cilj ekonomskog i društvenog razvoja mora biti definiran u terminu održivosti u svim zemljama - razvijenim ili u razvoju, tržišno orijentiranim ili centralno planiranim. Interpretacije će varirati, ali moraju dijeliti određene opće postavke i moraju slijediti iz koncenzusa o osnovnom konceptu održivog razvoja i iz osnova širokog strateškog okvira za njegovo postizanje. Održivost znači mnogo stvari različitim ljudima ali sve više i više se slažemo da inicijative za održivi razvoj moraju uključivati slijedeće:  integralni plan za zaštitu okoliša, socijalnu i ekonomsku kvalitetu života  uključivanje i participacija svih ugroženih strana (donošenje odluka kroz konsenzus je kontraverzno ali sve više se koristi u planiranju i izradi strategija)  razvoj indikatora koji ne mjere samo ekonomsko zdravlje društva već i njegovu ekološku i socijalnu kvalitetu, i zatim postavljaju nove ciljeve kvalitete života bazirane na tim mjerama.

ŽT

12


Uz mnoge načine definiranja održivosti jedna od najjednostavnijih je da se održivo društvo ono koje se održava kroz generacije, dovoljno dalekovidno, fleksibilno i pametno dovoljno da ne uništi ili svoje fizikalne sustave ili sustave društvene potpore. Koncept održivog razvoja je pretvoren u strategiju kroz 4 široka cilja politike:  društveni napredak koji prepoznaje potrebe svakoga  efikasna zaštita okoliša  promišljeno korištenje prirodnih resursa i  održavanje visokog i stabilnog nivoa ekonomskog rasta i zaposlenosti Ovi ciljevi su u vezi s tri stupa održivog razvoja. Održivi razvoj je novi model razvoja koji ima za cilj da slijedi slijedeća tri stupa na takav način da ih čini zajednički spojivim i za sadašnje i buduće generacije: 1. održiv, ne-inflatorni ekonomski rast 2. socijalnu koheziju kroz pristup svih ljudi i visoku kvalitetu života 3. unapređenje i održavanje okoliša o kojem ovisi život. Ovi ciljevi trebaju se razumjeti kao zajednička podrška održivom razvoju jer ako ispustimo bilo koji od njih to će nas izbaciti iz napretka. To znači da bilo koja politika razvoja da bi podržala održivi razvoj mora tražiti puteve utjecaja na društveno i ekonomsko ponašanje koje podržava sva tri stupa istovremeno. To znači da je održivost balansiranje tri elementa trokuta - okoliš, ekonomija i sve ostalo (društvo). EKONOMIJA

Rast Efikasnost Stabilnost  Među-generacijska pravednost 1. Ciljana pomoć/zapošljavanje

  

DRUŠTVO

Siromaštvo Kultura/baština Obrazovanje  

 

  

Vrednovanje Internalizacija

Onečiščenje Prirodni resursi Biološka raznolik.

Među-generacijska pravednost Sudjelovanje svih

Slika 2.2-1

OKOLIŠ

Elementi održivog razvoja

2.3 Ostvarivanje cilja održivi razvoj Održivi razvoj ne znači manji ekonomski rast već nasuprot zdrava ekonomija će bolje moći pronalaziti resurse za poboljšanje i zaštitu okoliša. Održivi razvoj također ne znači da svaki vid sadašnjeg okoliša mora biti očuvan bez obzira na troškove. Ono što se zahtijeva je da odlučivanje u društvu na odgovarajući način uzme u obzir utjecaje na okoliš. ŽT

13


Održivi razvoj znači također i da se uzima odgovornost za politiku i akcije za njeno provođenje. Odluke koje donose donositelj odluka u elektroprivredi, vladi ili javnosti moraju se bazirati na najboljim mogućim znanstvenim informacijama i analizama rizika. Kada su nesigurnosti i moguće posljedice odluke potencijalno ozbiljne potrebno je poduzeti mjere opreza. Posebna se pažnja mora posvetiti posljedicama koje mogu bi ireverzibilne. Posljedice na troškove moraju se jasno iskazati odgovornim ljudima i odgovarajući alati za analizu moraju se primijeniti u analizama izrade strategija. Sve više i više jača spoznaja da boljitak ljudske vrste nije jedini kriterij za zaštitu već da ljudi imaju odgovornost za zaštitu ostalih oblika života. Ideja održivog razvoja zahtijeva i nova pravila i procedure u procesu planiranja elektroenergetskog sustava. Ekonomski, društveni, zdravstveni i okolišni uvjeti se moraju integrirati u proces donositelj odluka. Zbog toga je potrebno razmotriti sve implikacije dugoročnih razvojnih strategija elektroenergetskog sustava, a ne donositi odluke od projekta do projekta. Sada se u proces izrade strategija osim donositelj odluka u elektroprivredi i vladi moraju kroz iterativni proces uključiti i drugi sudionici (javnost, nevladine udruge, potrošači, financijske institucije i dr.). U skladu s idejom održivog razvoja u elektroenergetskom sektoru kod izrada planova razvoja moraju se uzeti u obzir tri osnovna principa:  ekonomska efikasnost  održivost  poduzimanje mjera opreza Analize trebaju nastojati uključiti sva tri principa ili napraviti "trade-off" između njih kako bi se utvrdio plan prihvatljiv za društvo. Ako stavimo veći naglasak na održivost i poduzimanje mjera opreza to implicira povećanu ulogu ekonomske i energetske politike, propisa s ciljem ublažavanja i smanjenja utjecaja koji mogu imati posljedice i na sadašnji i na buduće generacije. Održive elektroenergetske politike imaju cilj da postignu odgovarajuću, sigurnu i diversificiranu opskrbu s malim troškovima, i da zaštite ljudsko zdravlje i okoliš. Dakle budući da je shvaćena ekonomska i društvena vrijednost održivog razvoja potrebno je napraviti okvir koji će pokazati ukupne troškove za okoliš, ljudsko zdravlje i društvo različitih tehnologija proizvodnje električne energije. To zahtijeva da cijena uključuje ukupne troškove proizvodnje električne energije bazirana na razvoju ekonomskih indikatora koji će odraziti vrijednost prirodnih resursa, okoliša i brige za buduće generacije. Važno je naglasiti da ideja održivog razvoja uključuje razvoj u ekonomskom rastu isto kao i održivost. Široki raspon nesigurnosti koji postoji u procjenama utjecaja iz različitih energetskih lanaca uzrokuje da je teško izraditi i promijeniti održive strategije u elektroenergetskom sektoru. Upravo zbog nesigurnosti potrebno je primijeniti princip poduzimanja mjera opreza. Primjena održivog razvoja zahtijeva razumno ponašanje. Donositelj odluka, zainteresirane i ugrožene grupe i planeri trebaju nastojati bazirati procjene na najboljim informacijama i saznanjima koje su na raspolaganju.

2.4 Energija i okoliš Energija je važan ulaz za bilo koje područje društvene ili ekonomske aktivnosti. Za većinu zemalja u razvoju unapređenje pristupa i kvalitete energetskih usluga je vitalno za postizanje osnovnih ljudskih potreba i povećanje životnog standarda. Međutim, proizvodnja, konverzija i uporabe energije vodi k efektima uništavanja okoliša. Ekonomski razvoj i strateške odluke u bilo kojoj zemlji moraju uzeti u obzir problematiku zaštite okoliša povezanu s energetikom i koja mora biti održiva lokalno, regionalno i globalno da bi se postigao održivi razvoj. Jedan od ciljeva je potpomaganje većeg uključivanja brige o okolišu u proces odlučivanja u energetici koji će utjecati na proizvodnju, transport i potrošnju energije.

ŽT

14


2.5 Potreba za održivim razvojem Svijet se trenutno koristi konceptom održivog razvoja ili "razvoja koji će trajati" - kao pristupom koji će dozvoliti stalno poboljšanje postojeće kvalitete života s manjim intenzitetom upotrebe resursa, i tako ostavljajući budućim generacijama unaprijeđene zalihe vrijednosti (proizvedenog, prirodnog ili društvenog kapitala) što će omogućiti nesmanjene mogućnosti za poboljšanje njihove kvalitete života. Povijesno gledano razvoj industrijaliziranog svijeta je bio usredotočen na materijalnu proizvodnju. Nije iznenađujuće da se većina industrijaliziranih zemalja i zemalja u razvoju postavljala ekonomski cilj povećanja proizvodnje i rasta tijekom 20. stoljeća. Do 1960. veliki i rastući broj siromašnih u zemljama u razvoju i nedostatak "kapajućih" koristi za njih rezultiralo je u većem naporu da se direktno poboljša distribucija dohotka. Paradigma razvoja se pomaknula prema pravednom rastu, gdje su društveni ciljevi prepoznati kao izrazit problem i važan kao i ekonomska efikasnost. Zaštita okoliša je postala treći važni cilj razvoja. Trenutno koncept održivog razvoja uključuje okruženje tri glavne točke: ekonomiju, društvo i okoliš kao na Slika 2.2-1 Uz to povećava se shvaćanje da se ova tri kritična elementa moraju tretirati na uravnoteženi način, i svatko si može zamisliti održivi razvoj kao odgovarajući vektor s ekonomskim, društvenim i okolišnim atributima. Ekonomski pristup održivom razvoju je baziran na konceptu Hicks-Lindahl o maksimalnom protoku dohotka koji se može stvoriti uz najmanje posezanje za zalihama vrijednosti (ili kapitala) koje može stvoriti dobit [20], [21]. Ekološki pristup održivom razvoju se fokusira na stabilnost biološkog i fizikalnog sustava. Od posebne važnosti je briga o podsustavima koji su kritični za globalnu stabilnost cjelokupnog ekosustava. Princip održavanja biološke raznolikosti je ključni element. Dodatno prirodni sustav može se shvatiti da uključuje sve vidove biosfere, uključujući okoliš stvoren ljudskom rukom kao što su gradovi. Naglasak je na održavanju mogućnosti brzog oporavka i dinamičkoj sposobnosti takvog sustava da se prilagodi promjenama, a ne na održavanju nekog "idealnog" statičkog stanja. Društveni koncept održivosti traži da se održi stabilnost sociološkog i kulturnog sustava, uključujući smanjenje destruktivnih sukoba (UNEP 1991 [41]). I unutar-generacijska pravednost (posebno eliminiranje siromaštva) i među-generacijska pravednost (uključujući pravo budućih generacija) su glavni vidovi tog pristupa. Moderno društvo treba poticati pluralizam i naglasiti ovlaštenja i participaciju najširih slojeva u djelotvornom procesu odlučivanja za društveno održivi razvoj. Uzimajući ova tri kriterija za održivi razvoj, to zahtijeva rapidno povećanje potrebe za energijom, pogotovo električnom energijom u zemljama u razvoju i odgovarajuće povećanje investicija. Zbog toga evidentna je potreba za detaljnom i integriranom metodom za analizu i proces odlučivanja. Opcije održivog razvoja mogu se identificirati koristeći okvir koji uključuje sudjelovanje više subjekata, mnogo kriterija, više razinsku analizu i odlučivanje i mnogo prepreka i ograničenja. Dakle bilo koje razmatranje okvira u kojem će se definirati opcije održivog razvoja energetike biti će nekompletno bez opisa implikacija upotrebe energije na okoliš i društvo. uslugama, problemom povrata ulaganja dioničarima, održavanjem niskih cijena električne energije i zaštitom okoliša. Uz to, on može sadržavati odluke o izlasku iz pogona starih elektrana ili o produljenju njihovog životnog vijeka, programe upravljanja potrošnjom električne energije, bavi se novim odredbama regulatornih tijela, itd.

ŽT

15

_Odzivi razvoj skripta

Recommend Documents