Uvod u energetiku

Univerzitet u Tuzli

RUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI FAKULTET

Dr.Sc. Edin Delić, vanredni profesor,

edin.delic@untz.ba, Tel: +38735320555

1

Preporučena literatura

1. Bilo koja knjiga iz oblasti energetike...

2. Energy Management Handbook, Seventh Edition by Steve Doty and Wayne C. Turner, Fairmont Press, 2009

3. Barney L. Capehart, Encyclopedia of Energy Engineering and Technology, CRC Press Taylor & Francis Group, 2007

4. Energy System Engineering – Evaluation and Implementation, Francis M. Vanek, Louis D. Albright, McGraw Hill Comp., 2008

5. B.Udovičić: Osnove energetike (I i II dio), Školska knjiga Zagreb, 1991., 1992.

6. B.Udovičić, ENERGETIKA, Školska knjiga Zagreb, 1993.

7. B. Udovičić: Energija, društvo i okolina I, II, IV, Građevinska knjiga Beograd, 1988

8. V. Paar: Energetska kriza: gdje (ni)je izlaz, Građevinska knjiga Zagreb, 1984.

9. Danilo Feretić i dr., Nuklearne elektrane, Školska knjiga, Zagreb, 1995.

10.H. Požar, OSNOVE ENERGETIKE 1, 2 i 3, Školska knjiga-Zagreb, 1976.

11.Dr. Suad Halilčević, Upravljanje energijom, Univerzitet u Tuzli, 2000. godine

12. Materijali i prezentacije sa predavanja i vježbi

2

Ponovimo...

Masa, težina, gustina, specifična težina i zapremina, sila

Temperatura, toplota, unutrašnja energija, rad, energija, snaga

Energija - sposobnost za vršenje rada ili toplotni transfer.

Zakon o održanju mase i energije.

Energiver (energyware) – skup nosilaca energije

Nagomilana-akumulirana (hemijska, potencijalna, kinetička) i prijelazna-procesna (rad, topota, zračenje) energija.

Izvorni i transformirani oblici energije

3

Dimenziona analiza

Osnovni dimenzionalni sistem:

Dužina l [m]

Vrijeme t [s]

Masa m [kg]

Temperatura T [K]

Ostale veličine se mogu izraziti iz osnovnog dimenzionog izraza:

[Y] = [ la tb mc ]

Npr. dijeljenjem mase (m) sa zapreminom (l3) dobije se gustina, odnosno za

a=-3, b=0 i c=1

[Y] = [ l-3 t0 m1 ]

[Y] = [ metar-3 sekunda0 kilogram1 ] = [kg/m3]

4

Primjer fizičkih veličina jedinica

Površina S (F,A)=l2 [m2]

Zapremina V = l3 [m3]

Spec. Zapremina v=V/m [kg/m3]

Sila F = m a [kg(m/s2) = N]

Specifična sila f = F/m [N/m3]

Moment sile M=F t [Ns]

Obrtni moment T = F l [Nm]

Pritisak p = F/S [N/m2 = Pa]

Rad W = F l [Nm = J]

Energija E = m l2/t2 [kgm2/s2= Nm=J] E = F l [Nm = J]

Količina toplote Q = m c dt [kg J/(kgK) K = J]

Snaga P = Wi/t [J/s = W] P = pV’ [(N/m2)(m3/s)=W]

5

Jedinice za energiju u SI sistemu

„SI-sistem”: Međunarodni sistem jedinica – obavezna upotreba!

Jedinica sile Newton (Njutn): F N = kg m s-2 .

Sila koja tijelo od 1 kg ubrza za 1m/s2);

Rad ili toplotni transfer: ispoljena energija; Energija: potencijal za rad ili

toplotni transfer

Jedinica za energiju i rad je Džul: J = Nm = kg m2 s-2

Rad sile 1 N koji pomakne masu 1 kg za 1 m

Jedinica za snagu je Wat: W = J s-1 = kg m2 s-3

Snaga je sposobnost da se određeni rad obavi u vremenskoj jedinici

Rad se može izračunati i kao količnik snage i vremena tokom koga je

vršen rad tom snagom:

A = P t [J = W s]

6

Temperatura i toplota

Temperatura: stepen zagrijanosti tijela.

Uslov termodinamičke ravnoteže: jednaka temperatura.

Spontani i nespontani prelazak toplote.

Kondukcija, konvekcija i radijacija

T

T+dT

T-dT Q

T1

T2

T

l

T T-dT T+dT

7

Količina toplote

Uočimo da količina toplote, rad i energija imaju istu fizičku jedinicu (Q [J], q[J/kg])!

KOLIČINA TOPLOTE (dQ) je spoljni energetski uticaj koji prouzrokuje promjene toplotnog stanja materije. Količina toplote nije veličina stanja (već spoljni uticaj), te se pod izrazom dQ podrazumijeva diferencijalno mala količina toplote, a ne totalan diferencijal. UNUTRAŠNJA ENERGIJA (U) je veličina stanja koja ima osobine energetskog potencijala, a sastoji se od tzv. nulte unutrašnje energije i dijela unutrašnje energije koji se mijenja sa promjenom toplotnog stanja materije.

ENTALPIJA (I,i kJ/kg) JE termodinamički potencijal, odnosno sadržaj toplote u smislu unutrašnje energije U i spoljne manifestacije meaničkog potencijala pV (p-pritisak, V-zapremina), a izvodi se iz parcijalnog izraza za izmijenjenu količinu toplote u procesima vlažnog vazduha: i = u + pv

8

Sila i rad F

Rad: W=F l

Sila: F=pS

Rad: W=pSl

Zapremina: dV = Sl

Rad: W = pdV

F

Rad: W=F l

Sila: F=pS

Rad: W=pSl

Zapremina: dV = Sl

Rad: W = pdV

Sila: F = m a (N)

Rad: A = F S = m a S (J)

Energija E – sposobnost za vršenje rada

ili prijenos toplote

Snaga: P = A / t (J/s = W)

Energija: 𝐸 = 𝑃 𝑡𝑡2𝑡1

(J)

Zapreminski rad – rad ekspanzije!

m (kg) – masa; a (m/s2) – ubrzanje;

l (m) – dužina (put); S (m2) – površina;

t (s) – vrijeme; P (W) - snaga

• APSOLUTNI RAD je mehanički rad koji je proizvod ili uzrok promjene zapremine radne materije i naziva se zapreminski rad.

• Odvođenjem ili dovođenjem apsolutnog rada mijenja se i toplotno stanje materije, to dolazi i do toplotnog transfera (kretanja/prostiranja) toplote.

p-pritisak, Pa

v-spec.zapremina, m3/kg

v = V/m

9

Kružni ciklusi i rad na račun hlađenja?

Prvi zakon termodinamike:

wduq

kg

Jwuq

JWUQ

Nemoguće je konstruisati mašinu koja bi ciklično radila, a pri tome davala više energije u obliku rada nego što je apsorbovala u obliku toplote. (Perpetum mobile I vrste)

Rad se iz toplote dobija u kružnim ciklusima!

dwdudq

Po zatvorenoj kružnoj liniji

du=0, te slijedi:

dwdq

Entropija dS: TdSdQdST

dQ odnosno

10

Rad strujanja

Zapreminski protok: 𝑉 =𝑉

𝑡 𝑚3

𝑠

A B

Usov strujanja: razlika pritiska između tačaka A i B: 𝑑𝑝 = 𝑝𝐴 − 𝑝𝐵 𝑁

Snaga neophodna da dođe do strujanja: 𝑃 = 𝑝𝑉 = 𝑝𝑉

𝑡

𝑁

𝑚2

𝑚3

𝑠=

𝐽

𝑠= 𝑊

Rad strujanja (utrošena energija): 𝐴 = 𝑃

𝑡

𝑊

𝑠=

𝐽𝑠𝑠= 𝐽

11

Potencijalna i kinetička energija

G = mg

G = mg h1

h2

𝐸𝑝 = 𝑚𝑔 (ℎ2 − ℎ1)

𝑘𝑔 𝑚

𝑠2𝑚 = 𝑁𝑚 = 𝐽

𝐸𝑘 =𝑚𝑣2

2

𝑘𝑔 𝑚

𝑠

2

=𝑘𝑔𝑚

𝑠2𝑚 = 𝑁𝑚 = 𝐽

12

Ostale jedinice za energiju

1 British thermal unit (Btu) = 1055,05585262 J

1 kalorija (cal) = 4,186 J

1 kilo kalorija (kcal) = 4186 J

1 elektronvolt (eV) = 1,6021773*10-19 J

1 gigavatsat (GWh) = 3,6*1012 J

1 kilovatsat (kWh) = 3,6*106 J = 3.6 MJ = 859,8 kcal

1 tona ugljenog ekvivalenta = 29307,6 MJ

1 tona naftnog ekvivalenta = 41868 MJ

13

Odakle nam energija?

Solarna energija (insolacija)

Energija unutrašnjosti zemlje (geotermalna energija)

Energija gravitacije

14

Energija Sunca

Sunce R=

1,39*106 km

Zemlja R=0,00127*109 km

1,496*108 km

Ugao 32o

15

Solarni energetski fluks

• Vertikalna struktura (GHG – staklenički gasovi)

• Akumulacija i transport energije

• Kondukcija, konvekcija i radijacija

Troposfera

do 11 km

Donja

stratosfera

11-25 km

Gornja

stratosfera

iznad 25 km

16

Energetski fluks u atmosferi

17

Vertikalna termalna struktura atmosfere

Temperatura, [K] 300 200

120

60

Nad

morsk

a visin

a, [km

]

troposfera

stratosfera

mezosfera

termosfera

tropopauza

stratopauza

mezopauza

Ozonski omotač

18

Energija unutrašnjosti zemlje: Akumulirana solarna energija+geotermalna energija

Prečnik Zemlje: 12.750.000 km. Zemlja u prosjeku emituje 1/16 W/m2. Ovaj broj može biti znatno veći u vulkanskim regionima. Hlađenje 1 km3 vrućih stijena za 1000C može generisati godišnje 30 MW of električne energije tokom 30 godina.

19

Debljina zemljine kore

Debljina zemljine kore: 35 km u kontinentalnom regionu 12,5 km u kontninentalnom regionu

Odnos debljine kore naspram poluprečnika: 35/6370 = 0,005494505 Odnosno 6370/35 = 182

Kokošije jaje: Poluprečnik 50 mm Debljina ljuske 0,8 mm 0,8/50 = 0,016 50/0,8 = 62,5

Ljuska jajeta je oko 3 puta deblja u odnosu na ukupnu veličinu jajeta no što je to kora zemlje u svom najdebljem (kontinentalnom) dijelu naspram veličine zemlje

6370

5145

2898

660

410

60 220

Kora

Mantija

Jezgro

Gornja mantija

Tranziciona Zona

Unutrašnje

Jezgro

(čvrsto)

Dubina (km)

Donja

Manija

Vanjsko

jezgro

(tečno)

5000 C

4000 C

20

Energija iz zemljine kore

21

Pojavni oblici energije

Energija

Nagomilana

Unutrašnja

Termička

Energija pritiska (pV)

Hemijska

Nuklearna

Zračenje

Potencijalna Kinetička

Prelazna

22

Vrste energije

Kinetička ili „energija kretanja“ (hidroenergija, vjetar, talasi),

Potencijalna ili „energija položaja“ (hidroenergija),

Energija pritiska („pV-energija“)

Električna ili „energija električnog potencijala“ (elektricitet),

Toplotna (geotermalna),

Hemijska (fosilna goriva),

Radiaciona (zračenje),

Nuklearna (nuklearno gorivo).

23

Korisni oblici energije

Toplotna energija

Mehanička energija

Hemijska energija

Električna energija

(Nuklearna energija)

Cijena, vremenska i prostorna dostupnost energenta definišu korisnost.

(Energy Information Administration / Annual Energy Outlook 2008)

24

Teoretski izvori energije

Nafta = 6x1021 [J] Ugalj = 3.4x1024 [J] Hidrotermalni rezervoari = 12x1021 [J] Toplota čvrstih stijena = 3.4x1025 [J] Magmatski rezervoari = 4x1024 [J] Solarni fluks = 40 W/m2 Zemaljski toplotni fluks = 1/16 W/m2

25

Procentualni udio energenata u bilansu potrošnje

Ugalj: 32%

Gas: 38%

Nafta: 4%

Nuklearna energija: 23%

Obnovljivi izvori: 3%

Cilj za obnovljive 7-8% do 2010

Geotermalni resursi: vrlo malo učešće, a visok potencijal kao energent budćnosti

26

Primarni oblici energije

Primarna energija - uzeta iz prirode bez pretvaranja: - hemijski potencijal fosilnih goriva, drva ili biomase, - nuklearna energija, - kinetička energija vjetra, morskih struja, plime i oseke, - potencijalna energija vodenih tokova, - toplotna energija geotermalnih izvora.

Dijele se na nosioce: hemijske energije, nuklearne energije, kinetičke energije, potencijlne energije, toplotne energije i energije zračenja.

Oblici primarne energije dijele se na: - konvencionalne obnovljive i neobnovljive (drvo, treset, ugalj, sirova nafta i prirodni plin, energija vode,nuklearna energija i vrući izvori) i - alterantivne ili nekonvencionalne (uljni škriljci, energija plime i oseke, vjetroenergija, insolacija, energija valova, toplinska energija mora, energija suhih stjena i energija fusije (nuklearna energija), geotermalna energija).

27

Klasifikacija primarnih izvora energije – OBNOVLJIVOST!!!

Šta znači obnovljivost? - Aspekt ponovnog vraćanja iskorištene energije u velikom broju ciklusa. - Aspekt uticaja na ekosistem.

Izvori energije koji se obnavljaju (obnovljivi resursi, eng: RENEWABLES): - energija vjetra, - solarna energija, - geotermalna energija, - energija talasa, morskih struja, plime i oseke, - hidroenergija, - biogoriva, - energija otpada i drugi vidovi kogeneracije.

Izvori energije koji se ne obnavljaju: - fosilna goriva (ugalj, nafta, prirodni gas, uljni škriljci, treset) i nuklearna goriva.

28

Energija = anergija + eksergija

ANERGIJA: Energija koja se ne može pretvoriti u druge energetske oblike (Rant, 1962). To je energija akumulirana u okolini i energija svih sistema koji se nalaze u stanju okoline.

EKSERGIJA: Energija koja se može neograničeno pretvoriti u druge energetske oblike, kao što je potencijalna, kinetička, mehanička i električna energija. Potpuna pretvorba moguća je samo pomoću povrativih procesa.

UNUTRAŠNJA ENERGIJA I TOPLOTA – mogu se samo ograničeno pretvoriti u eksergiju.

Energija koja pri konverziji prelazi u nedostupne oblike smatra se „izgubljenom“. (unutrašnja toplota Zemlje koja ne izlazi na površinu u obliku vrućih izvora, fuzija, morske struje i valovi, izgubljena toplota itd).

29

Protok primarne energije

Primarna energija

30

Korištenje i rezerve primarne energije u svijetu

Godina Dokazane

R/P

Potenc.

R/P

1950 24 Oko 700

1995 42 Oko 70

(R/P – količnik ukupnih rezervi podijeljenih sa godišnjom proizvodnjom)

31

Razvijenost i energija

ODNOS IZMEĐU RAZVIJENOSTI I KORIŠTENJA ENERGIJE

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

GDP Per Capita

Hil

jada B

TU

po d

ola

ru G

DP

(1

99

9)

Bivši SSSR / ISTOČNA EUROPA

SVIJET UKUPNO

SREDNJI ISTOK

KINA

JUŽNA AMERIKA

ZAPADNA EUROPA

OSTALO AZIJA

Africa

SJEVERNA AMERIKA

JAPAN

32

Faktori energetske politike

Sociološki aspekt

Okolinski aspekt

Ekonomija

Podržano od javnosti (populistički), neekonomično i okolinski neracionalno

Okolinski odgovorno, loša pokrivenost društvenih potreba i neekonomično

Ekonomično, društveno neopravdano i okolinski neodgovorno

Ekonomično, društveno popularno, ali okolinski neodgovorno Okolinski odogovrno,

društveno prihvatljivo, ali neekonomično

URAVNOTEŽENA ENERGETSKA POLITIKA

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F) (G)

33

Ograničenja u energetskoj politici

Tehnička ograničenja: razvoj i dostupnost tehnologija;

Ekonomska ograničenja: finansijska dostupnost razvijenih tehnologija;

Ekološka ograničenja: okolinska prihvatljivost tehnologije i usaglašenost sa postojećim i budućim okolinskim normativima.

34

Energija u bližoj prošlosti

Tradic.obnovljivi

Ugalj

Nafta

Gas

Nuklearna energija

Hidroenergija

1900 1950 2000 1850

računari

Konzervacija (očuvanje) i obnovljivost energije.

35

Emisije ugljendioksida nekih zemalja

(Izvor: Energy Management Handbook, Seventh Edition by Steve Doty and Wayne C. Turner Fairmont Press, 2009) 36

Energija i okolina

Čovjek u prosjeku dnevno troši 2,33 kWh energije (2000 kCal)

0

2

4

6

8

12

2000 2050 21000

200

400

600

800

1000

1200

1400

Po

pu

lati

on

(B

illi

on

s)

En

erg

y C

on

su

mp

tio

n (

Qb

tu / y

r)

World

Population

Population of

Industrialized Countries

World Energy

Consumption

19501900

10

Year

0

2

4

6

8

12

2000 2050 21000

200

400

600

800

1000

1200

1400

Po

pu

lati

on

(B

illi

on

s)

En

erg

y C

on

su

mp

tio

n (

Qb

tu / y

r)

World

Population

Population of

Industrialized Countries

World Energy

Consumption

19501900

10

Year

37

Obnovljivi i neobnovljivi izvori

Neobnovljivi: UGALJ, NAFTA, ZEMNI GAS, NUKLEARNA GORIVA, ULNI ŠKRILJCI (iskoristive rezerve, poznate rezerve i geološke rezerve)

Obnovljivi: SUNČEVA ENERGIJA, HIDROENERGIJA, ENERGIJA VJETRA, BIOENERGIJA, GEOTERMALNA ENERGIJA (?!: DEFINICIJA OBNOVLJIVOSTI)

Pojam „FOSILNA GORIVA“: ugalj, nafta, prirodni (zemni) gas, uljni škriljci.

38

Pretvaranje (konverzija) energije

Prirodne u prikladnije: direktno i indirektno korištenje

Hemijske u unutarnju termičku: izgaranje

Nuklearne u unutarnju termičku: fisija i fuzija

Termičke u mehaničku : turbine

Potencijalne u mehaničku: turbine

Mehaničke u električnu: generatori

Električne u mehaničku: motori i vodne pumpe

Neposredno u električnu : fotoćelije

Kinetičke u mehaničku : turbine

39

PROCESI KONVERZIJE (PRETVARANJA) Degazacija (isplinjavanje) – odstranjivanje gasova iz

uglja (koksovanje)

Gazifikacija (rasplinjavanje) – pretvaranje čvrstog i tečnog goriva u gasovito

Gorenje – pretvaranje hemijske u toplotnu energiju

Destilacija – konverzija sirove nafte u destilate

Degaziolinaža – prerada LPG-a (odvajanje ugljovodonika)

Nuklearne reakcije

Turbinski konvertori

Zračenje – toplotni i fotoelektrični efekat

40

Demografska eksplozija

Broj stanovnika na zemlji od 8000. godine pne do 2010 godine izražen u milionima stanovnika

• Pračovjek - kidao plodove i lovio za ishranu, a palio vatru da bi se ogrijao ili spremio jelo.

• Smatra se da do 8000 godine pne nije bilo poljoprivredne djelatnosti, a procjenjuje se da je tad na Zemlji živjelo oko 5 miliona ljudi.

• Do nove ere je populacija porasla na 250 miliona ljudi, da bi do 16. vijeka Zemlju nastanjivalo 500 miliona ljudi.

• Do 16. vijeka trebalo je proći 1500 godina da se broj stanovnika na Zemlji udvostruči, a zadnje “udvostručenje” čovječanstva desilo se samo u zadnjih 30 godina (od 1980. do 2010. godine broj stanovnika je porastao sa 4 na 8 biliona ljudi).

41

Demografska eksplozija

(Izvor: http://citizenactionmonitor.wordpress.com/2010/06/15/is-humanity-inherently-unsustainable-pt-7-oil-triggers-population-explosion/)

ERA FOSLNIH GORIVA

DEMOGRAFSKA EKSPLOZIJA

(Iztvor: http://www.holmestead.ca/reserved/ popexplo/pop-toon.gif)

Godine

FOSILNA GORIVA

NUKLEARNA ENERGIJA

(Ford Nucleon, 1958)

42

Bez energije nema života

„Najvažniji resurs o kome čovječanstvo ovisi je energija. Preciznije: fosilna goriva koja čine 87% globalnog tržišta energije. Sve što radimo, koristimo i kupujemo temelji se na utrošenoj energiji. Čak i u proizvodnji hrane fosilna goriva igraju ključnu ulogu. Za svaku kaloriju hrane koja se konzumira u SAD-u troši se oko 90 kalorija fosilnih goriva, a u svijetu globalno oko 10 kalorija“ (Izvor: GLOBAL RESOURCES ANALYSIS | VOLUME I | SITUATION | DRAFT VERSION 2008-05-05)

(http://michaelbluejay.com/electricity/howmuch.html)

43

Energetske vrijednosti hrane

Prehrambena komponenta Energija

kJ/g kcal/g

Masnoće 37 9

Alkohol 29 7

Proteini 17 4

Ugljeni hidrati 17 4

Organske kiseline 13 3

Polioli (šećerni alkohol, zaslađivači) 10 2,4

Vlakna 8 2

• Čovjek u prosjeku dnevno troši 2,33 kWh energije (2000 kCal) samo za održavanje metabolizma

• Energetske vrijednosti hrane („metaboličke vrijednosti“) ne treba miješati sa energijom o kojoj ćemo govoriti u okviru kursa energetika!

• Npr. konzumiramo li 100 g ugljenih hidrata u 1 čokoladi unujeli smo oko 400 kcal ili 1700 kJ, a što je petina (20%) dnevnih potreba.

44

Potrebe čovjeka za energijom u 1000 kcal dnevno

0

50

100

150

200

250

TEHNOLOŠKI ČOVJEK INDUSTRIJSKIČOVJEK

NAPREDNIPOLJOPRIVREDNIK

PRIMITIVNIPOLJOPRIVREDNIK

LOVAC PRIMITIVNI ČOVJEK

Hrana

Kućne potrebe

Industrija i poljoprivreda

Transport

TEH

NO

LO

ŠKI

ČO

VJE

K

IND

USTRIJ

SKI

ČO

VJE

K

NAPRED

NI

PO

LJO

PRIV

RED

NIK

PRIM

ITIV

NI

PO

LJO

PRIV

RED

NIK

LO

VAC

PRIM

ITIV

NI

ČO

VJE

K

Transport 63 14 1

Industrija i poljoprivreda 91 24 7 4

Kućne potrebe 66 32 12 4 2

Hrana 10 7 6 4 3 2

(Izvor: http://www.wou.edu/las/physci/GS361/electricity%20generation/HistoricalPerspectives.htm)

45

Energetski intenzitet

• Tokom intenzivne industrijalizacije od 1950. do 2010. godine svjetska populacija porasla sa 2,59 na 8 biliona (demografski rast od 208%), a potrošnja energije je porasla sa 2,71 na 15,178 miliona tona ugljenog ekvivalenta (energestki rast za 460%). Energetski intenzitet: od 1,046 do 1,90 Mt/bilionu stanovnika

• Do 2030. godione očekuje se da Zemlju nastanjuje najmanje 9 biliona stanovnika. Porast energetskog intenziteta sa 1,04 na 2,04 tona ugljenog ekvivalenta per capita, a gotovo trostruko veći broj stanovnika troši gotovo šest puta više energije u odnosu na 1950-tu godinu.

• Danas fosilna goriva čine 87% udjela, a u najvećoj mjeri pokrivaju potrebe za “pretvorbenim oblicima energije” .

• Kao posljedica industrijalizacije tokom zadnjih 150 godina, koncentracija CO2 u atmosferi je porasla za 30%, od čega je 17% samo u zadnjih 50 godina.

46

Quo vadis energetika?

Energy Information Administration (www.eia.doe.org): Do 2030. godine očekuje se industrijski rast po stopi od 2,5% godišnje. Pomnožimo li stopu sa periodom od 20 godina dobit ćemo rast za 50% u odnosu na današnji nivo. Hoće li to biti moguće?

Međunarodna agencija za energiju (IEA) u publikaciji World Energy Outlook za 2008. godinu predviđa da su teoretski raspoložive rezerve nafte od 3,5 triliona barela, a od čega je samo trećina dokazana istraživanjima.

Eksploabilne rezerve iznose oko 1,2 triliona. Godišnje se u svijetu potroši oko 31 bilion barela nafte. Podijelimo li raspoložive rezerve sa godišnjom potrošnjom izračunat ćemo da nafte imamo za maksimalno 35 godina.

Dokazane rezerve prirodnog gasa dovoljne su za narednih 60 godina ako se potrošnja zadrži na postojećem nivou.

U optimističnoj varijanti fosilnih goriva bi moglo biti za još tri puta toliko, što znači za oko 100 godina. Udvostruči li se industrijski rast ova vremena treba prepoloviti.

Hoće li se pojaviti energent budućnosti?

47

Energent budućnosti?

Energija vjetra, sunca, unutrašnjosti zemlje, biomase, gorivnih ćelija i druge “održive varijante” troše dragocjena razvojna sredstva, ali još uvijek ne predstavljaju ozbiljnu priliku da odmijene naftu, ugalj i prirodni gas.

Potrebe za električnom energijom u periodu od 2001. do 2025. godine će se udvostručiti – od 13,290 biliona kWh do 23,072 biliona kWh, a očekivani porast u proizvodnji električne energije iz nuklearnih i hidroelektrana ne može igrati značajniju ulogu u energetskom bilansu, zbog čega su fosilna goriva još uvijek jedini izvjestan “energent budućnosti„ – koliko dugo?

48

Era nafte i plina

„Era nafte i plina završava do 2015. godine. Ovo nije citat udruženja za zaštitu okoliša, već citat izvršnog direktora Shell-a objavljen 22. januara 2008. godine na Shell web stranici. Nova nalazišta je sve teže istraživati zbog povećanih dubina, nepristupačnih terena, sve manje ekonomičnih ležišta i velike količine sumpora.

Ekonomične, lako dostupne i kvalitete nafte i plina praktično više nema. Tako otežanom istraživanju i porastu cijena treba dodati populacijski rast i očekivanje porasta globalnog prosperiteta.“

Izvor: GLOBAL RESOURCES ANALYSIS | VOLUME I | SITUATION | DRAFT VERSION 2008-05-05

49

Hubbertov scenario

Od 2005. godine do danas cijena barela nafte skočila je sa 45 na 140 dolara. Istina cijena nafte je oscilirala posljednjih 2-3 godine, odnosno nije se zadržala na rekordnoj vrijednosti, ali je ostala dvostruko veća od one iz 2005. godine. I doku su cijene utrostručene zbog povećane potražnje nafte, proizvodnja se ne povećava, a što je suprotno ekonomskoj logici.

Ovaj problem „naslutio“ je 50-tih godina prošlog vijeka Marion King Hubbert (1903 - 1989) petro-geolog koji je radio u laboratoriju Shell istraživanja u Houstonu, Texas.

Hubbert je napravio nekoliko važnih doprinosa u geologiji, geofizici, i naftnoj geologiji, od kojih su najpoznatije Hubbertove krive i teorija „Hubbertovog vrha“ („Peak Oil Theory“).

50

Od Hubberta sa ljubavlju...

51

52

Izvor: http://www.eas.slu.edu/People/DJCrossley/energy/week1/introduction.htm

Obnovljive

53

Hubertova tačka!

(http://en.wikipedia.org/wiki/Hubbert_peak_theory)

• U svomradu publikovanom 1956. godine Hubbert publikuje model očekivane dostupnosti i proizvodnje nafte za decenije koje dolaze.

• Pažnju javnosti decenijama okupira vrlo precizno predviđena „tačka loma“ do koje proizvodnja nafte raste, a zatim naglo pada zbog povećanje cijena, manje dostupnosti pa do potpunog nestanka nafte kao energetskog resursa.

54

55

(Izvor: http://www.h2brasil.com/resources/Peak%20Oil.gif)

56

U svojoj knjizi "Hubberts Peak" izdatoj na Univerzitetu Princteon 2009. godine Kenneth S. Deffeys tvrdi da smo već došli do ove tačke, odnosno da su se obznanila njegova predviđanja.

Razlike u procjenama pojedinih naučnika nisu velike, te se Hubbertova prijelomna tačka može smatrati relevantnom naučnom hipotezom. U još jednoj knjizi koja se bavi ovom problematikom "Konačna energetska kriza" objavljenoj 2008. godine autorica Sheila Newman ističe da je nakon 2015. godine kraj dostupne i jeftine nafte.

57

Domaća zadaća

Na dvolisnici (ili više ako je neohodno) uraditi esej na temu: „ŠTA U MOM BUDUĆEM ŽIVOTU MOŽE ZNAČITI KONAČAN KRAJ NAFTNE ERE“

Preporuke: - Radite samostalno i nemojte se konsultovati sa kolegama – zanima nas razmišljanje svakog studenta. - Pokušajte locirati oblasti Vašeg budućeg života na koje može uticati nedostatak ili potpuni nestanak nafte i naftnih derivata; - Opišite život prosječnog čovjeka u Vašoj sredini onako kako ga vidite u situaciji kada nema dostupnih naftnih derivata; - U zaključnom razmatranju predstavite osnovne uzroke brzog crpljenja nafte, te načine kako se može eventualno produžiti naftna era ili uspješno zamijeniti nekim drugim energentom. - U fokusu razmatranja zadržite se uglagvom na oblastima života u kojima su nafta i naftni derivati teško zamjenljivi.

Eseje završiti do narednog predavanja i predati neposredno prije predavanja. Jasno naznačiti ime, prezime i broj indeksa.

Esej raditi u slobodnoj formi, vodeći računa o tome da će način pisanja, stil, konstrukcija eseja i slično imati uticaja na konačnu ocjenu.

Pri radu možete slobodno koristiti internet ili dostupnu literaturu, ali uz obavezno navođenje izvora ukoliko se odlučite u svoj esej unijeti nešto od onoga što ste pročitali.

58