6
66 ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA ENERGIJE Postoji mnogo zabluda i mitova o obnovljivim izvorima energije, bilo da se radi o vjetru, vodi ili o Suncu. Govoreći o energiji vjetra, samo neke od kontroverzi su: lopatice vjetroelektrana pogubne su za ptice, vjetroelektrane zahtijevaju velik dio zemljišta za izgradnju, to zemljište prestaje biti dostupno za poljoprivredu i stočarstvo. Sunce pak sadrži dovoljnu količinu energije za opskrbu cijele ljudske populacije, ali zabluda je da je svu tu energiju iz Sunca moguće lako pretvoriti u električnu. Što se tiče energije vode, na istu se Hrvatska oslanja u velikoj mjeri te je na osnovu svakodnevnih informacija iz raznih provjerenih i neprovjerenih izvora lako doći do pogrešnih ili nepotpunih informacija, kao na primjer da su hidroelektrane zamjenjive drugim obnovljivim izvorima energije i slično. U ovom članku razjašnjene su najčešće zablude vezane uz navedena tri obnovljiva izvora energije. Autori: Timon Giuseppe Kao, Denis Koren, Krešimir Jurić ENERGIJA VJETRA Vjetroelektrane su najveća opasnost za ptice. Najveća opasnost za ptice klimatske su promjene, a rezultati istraživanja A Summary and Comparison of Bird Mortality from Antropogenic Causes with an Emphasis on Collisions provedenog od strane Šumske službe Sjedinjenih Američkih država pokazali su kako, primjerice, u sudaru s automobilima strada 80 milijuna ptica godišnje, dok od strane vjetroagregata tek oko 28.500. Kod izgradnje vjetroparkova također se pazi na migracijske putove ptica selica te se njihova gradnja ne planira na mjestima gdje su ti migracijski putevi narušeni. SLIKA 1 Vjetroelektrana Trtar- Krtolin iznad Šibenika, druga najstarija vjetroelektrana u Republici Hrvatskoj, u pogonu od 2006. godine, čini je 14 vjetroagregata ukupne snage 11,2 MW Izvor: arhiva Udruge Vrijednost nekretnina u blizini vjetroelektrana drastično pada. Ova zabluda ne može se primijeniti globalno jer ovisi o zakonu u pojedinoj državi vezanoj uz obnovljive izvore energije i općoj osviještenosti. Primjerice, istraživanje Škotske prirodne baštine Visual Assessment of Windfarms: Best Practice By University of Newcastle (2002) Visual Assessment of Windfarms Best Practice potvrđuje da cijene nekretnina unutar 8 km udaljenosti od promatranih vjetroelektrana nisu pale. Ipak, pri izgradnji vjetroelektrana uvijek se pazi da one ne budu preblizu naseljenih mjesta jer buka koju neminovno stvaraju može smetati ljudima. Vjetroelektrane su nesigurne jer se turbine mogu raspasti pri okretanju. Energija vjetra jedna je od najsigurnijih energijskih tehnologija. Istraživanje Nacionalnog vijeća za sigurnost SAD-a (Odds of Death Due to Injury, United States, 2003) pokazuje da je vjerojatnost smrti Izvor / Aktivnost Glasnoća (dB) Prag čujnosti 0 Seosko područje noću 20 - 40 Tišina spavaće sobe 35 Vjetroelektrana s udaljenosti od 350 m 35 - 45 Automobil pri brzini 65 km/h s udaljenosti od 100 m 55 Veliki ured usred radnog vremena 60 Kamion pri brzini 50 km/h s udaljenosti od 100 m 65 Pneumatska bušilica s udaljenosti od 7 m 95 Zrakoplov s udaljenosti od 250 m 105 Granica boli 140 TABLICA 1 Usporedba izvora i razine zvuka Izvor: The Scottish Office, Environment Department, Planning Advice Note, PAN 45, Annes A: Wind Power, A.27, Renewable Energy Technologies, 1994.

ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

66

ENERGETSKA UČINKOVITOST

ZABLUDE O OBNOVLJIVIMIZVORIMA ENERGIJEPostoji mnogo zabluda i mitova o obnovljivim izvorima energije, bilo da se radi o vjetru, vodi ili o Suncu. Govoreći o energiji vjetra, samo neke od kontroverzi su: lopatice vjetroelektrana pogubne su za ptice, vjetroelektrane zahtijevaju velik dio zemljišta za izgradnju, to zemljište prestaje biti dostupno za poljoprivredu i stočarstvo. Sunce pak sadrži dovoljnu količinu energije za opskrbu cijele ljudske populacije, ali zabluda je da je svu tu energiju iz Sunca moguće lako pretvoriti u električnu. Što se tiče energije vode, na istu se Hrvatska oslanja u velikoj mjeri te je na osnovu svakodnevnih informacija iz raznih provjerenih i neprovjerenih izvora lako doći do pogrešnih ili nepotpunih informacija, kao na primjer da su hidroelektrane zamjenjive drugim obnovljivim izvorima energije i slično. U ovom članku razjašnjene su najčešće zablude vezane uz navedena tri obnovljiva izvora energije.Autori: Timon Giuseppe Kao, Denis Koren, Krešimir Jurić

ENERGIJA VJETRA

Vjetroelektrane su najveća opasnost za ptice.Najveća opasnost za ptice klimatske su promjene, a rezultati istraživanja A Summary and Comparison of Bird Mortality from Antropogenic Causes with an Emphasis on Collisions provedenog od strane Šumske službe Sjedinjenih Američkih država pokazali su kako, primjerice, u sudaru s automobilima strada 80 milijuna ptica godišnje, dok od strane vjetroagregata tek oko 28.500. Kod izgradnje vjetroparkova također se pazi na migracijske putove ptica selica te se njihova gradnja ne planira na mjestima gdje su ti migracijski putevi narušeni.

SLIKA 1

Vjetroelektrana Trtar-Krtolin iznad Šibenika,

druga najstarija vjetroelektrana u

Republici Hrvatskoj, u pogonu od 2006.

godine, čini je 14 vjetroagregata ukupne

snage 11,2 MW

Izvor: arhiva Udruge

Vrijednost nekretnina u blizini vjetroelektrana drastično pada.Ova zabluda ne može se primijeniti globalno jer ovisi o zakonu u pojedinoj državi vezanoj uz obnovljive izvore energije i općoj osviještenosti. Primjerice, istraživanje Škotske prirodne baštine Visual Assessment of Windfarms: Best Practice By University of Newcastle (2002) Visual Assessment of Windfarms Best Practice potvrđuje da cijene nekretnina unutar 8 km udaljenosti od promatranih vjetroelektrana nisu pale. Ipak, pri izgradnji vjetroelektrana uvijek se pazi da one ne budu preblizu naseljenih mjesta jer buka koju neminovno stvaraju može smetati ljudima.

Vjetroelektrane su nesigurne jer se turbine mogu raspasti pri okretanju.Energija vjetra jedna je od najsigurnijih energijskih tehnologija. Istraživanje Nacionalnog vijeća za sigurnost SAD-a (Odds of Death Due to Injury, United States, 2003) pokazuje da je vjerojatnost smrti

Izvor / Aktivnost Glasnoća (dB)

Prag čujnosti 0

Seosko područje noću 20 - 40

Tišina spavaće sobe 35

Vjetroelektrana s udaljenosti od 350 m 35 - 45

Automobil pri brzini 65 km/h s udaljenosti od 100 m 55

Veliki ured usred radnog vremena 60

Kamion pri brzini 50 km/h s udaljenosti od 100 m 65

Pneumatska bušilica s udaljenosti od 7 m 95

Zrakoplov s udaljenosti od 250 m 105

Granica boli 140

TABLICA 1 Usporedba izvora i razine zvuka

Izvor: The Scottish Office, Environment Department, Planning Advice Note, PAN 45, Annes A: Wind Power, A.27, Renewable Energy Technologies, 1994.

Page 2: ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

67

ENERGETSKA UČINKOVITOST

uzrokovana kvarom vjetroelektrane jednaka 1 : 3.777.272. Usporedbe radi, s drugim vrstama nesreća, rizik umiranja u nesreći uzrokovanoj motornim vozilima je 1 : 84, vjerojatnost utapanja 1 : 1.134, a vjerojatnost smrti od uboda stršljena, ose ili pčele je 1 : 56.789.Zemlje diljem svijeta zaustavljaju razvoj i izgradnju vjetroelektrana.Najbolji pokazatelj da je ovo ustvari zabluda jest Danska. Prema podacima danskog Ministarstva klime, energije i graditeljstva, Danska je u 2014. godini 39,1 % svojih potreba za električnom energijom pokrila iz vjetroelektrana. Te brojke stavljaju Dansku na vrh svjetske proizvodnje električne energije dobivene iz vjetroelektrana te su Danci tako oborili svjetski rekord u godišnjoj proizvodnji električne energije ovim načinom. Prije točno 11 godina ta brojka bila je 18,8 %, a 10 godina kasnije i više se nego dvostruko povećala. Do 2020. neće imati problema s dolaskom do 50 % cjelokupne proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora, a do 2050. čak planiraju biti potpuno neovisni o fosilnim gorivima te proizvoditi svu energiju iz obnovljivih izvora. Instalirana snaga vjetroelektrana porasla je od 3,2 GW u 2000. do 11,8 GW u 2014. Trenutna instalirana snaga u EU je 128,8 GW, a Njemačka i dalje ostaje zemlja Europske unije s najvećim instaliranim kapacitetom. Slijede je Španjolska, Velika Britanija i Francuska (podaci prikazani na Slici 2). U Europskoj uniji 15 je zemalja s instaliranim gigavatnim kapacitetima vjetroelektrana, uključujući i dvije novije članice EU (Poljska i Rumunjska) i 8 zemalja članica od kojih svaka ima više od 4 GW instaliranog kapaciteta. Od svih instalacija u 2014., samo u 2 zemlje (Njemačkoj i Velikoj Britaniji) instalirano je 59,5 % od ukupnog broja. U 2013. godini ta brojka za spomenute dvije zemlje bila je 46 %, a 77,2 % svih novih instalacija koncentrirane su u 4 vodeće zemlje (Njemačka, Velika Britanija, Švedska i Francuska).

ENERGIJA SUNCA

Proizvodnja električne energije uvijek je ista, bez obzira na lokaciju elektrane.Ozračenost na horizontalnu površinu predstavlja gustoću energije (kWh/m2) u nekom vremenskom periodu (danu, mjesecu, godini…) i bitno se razlikuje prema zemljopisnoj širini. Slika 4 prikazuje navedenu ozračenost u godini dana za područje Hrvatske. Stoga lokacija elektrane, zbog razlika u ozračenosti, igra veliku ulogu u proizvodnji električne energije te se ti podaci moraju odrediti za svaku potencijalnu lokaciju posebno jer i unutar iste države razlike mogu biti velike. Tako, u slučaju Hrvatske, za Split ukupna godišnja ozračenost iznosi oko 1.600 kWh/m2, dok je za Zagreb oko 1.200 kWh/m2.

SLIKA 2

Ukupni instalirani kapacitet vjetroelektrana u GW do 2014.

Izvor: https://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power

SLIKA 3

Vjetroelektrana Ponikve, ukupne instalirane snage 36,8 MW koju čini 16 vjetroagregata pojedinačne snage 2,3 MW, puštena u rad 2013. godine

Izvor: arhiva Udruge

SLIKA 4

Ozračenost Republike Hrvatske

Izvor: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eu_cmsaf_opt/G_opt_HR.png

SLIKA 2

SLIKA 4

Page 3: ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

68

ENERGETSKA UČINKOVITOST

Slika 5 prikazuje proizvodnju električne energije po mjesecima fotonaponskim sustavima jednake snage (1 MW), od kojih je jedan smješten u Zagrebu, a drugi u Splitu. Jasno je vidljiva razlika između te dvije lokacije. Na godišnjoj razini sustav u Splitu proizvede oko 20 % više električne energije nego onaj u Zagrebu. Na proizvodnju električne energije utječu i mnogi drugi parametri: nagib panela, azimut (zakrenutost samog sustava u odnosu na jug), utjecaj zasjenjenja i sl. Stoga, ako se planira postavljanje fotonaponskih panela na neku građevinu, u obzir se moraju uzeti svi navedeni parametri te se ne mogu objektivno uspoređivati isti sustavi na dvjema različitim zgradama, iako one bile smještene jedna do druge.Zašto graditi konvencionalnu elektranu kada bi se uz jednake troškove mogla izgraditi fotonaponska iste snage?Često se uspoređuju fotonaponske elektrane s konvencionalnima koje mogu gotovo cijelo vrijeme raditi na svojoj vršnoj snazi, dok kod fotonaponskih to nije slučaj. Naime, fotonaponske elektrane većinu vremena proizvode električnu energiju snagom manjom od vršne zbog toga što se vrlo rijetko poklope za to optimalni uvjeti (Sunce upada okomito na ćelije, vedro vrijeme bez oblaka, atmosferski uvjeti itd.). Tako bi, primjerice, jedna termoelektrana jednake snage kao i ranije analizirane fotonaponske (1 MW) u godini dana teoretski mogla proizvesti 8.760 MWh električne energije (8.760 je broj sati u godini), što je gotovo 8 puta više od fotonaponske elektrane smještene u Zagrebu. Također, fotonaponska elektrana jednake snage zauzima mnogo više površine od neke konvencionalne, primjerice, fotonaponska elektrana u Kanfanaru (Slika 6) u Istri snage 1 MW proteže se na više od 20.000 m2.

Dovoljno je postaviti fotonaponske module na krov kuće kako bi se postalo neovisnim o distribucijskom sustavu.Kako bi se postalo neovisnim o distribucijskom sustavu, potrebno je osigurati dovoljnu količinu električne energije i u trenucima kada je proizvodnja fotonaponskog sustava smanjena ili je uopće nema (oblačno vrijeme, noć). Za to su potrebne baterije koje će pohranjivati višak proizvedene energije za takve slučajeve. Međutim, baterije su vrlo skupe te imaju vijek trajanja koji je manji od vijeka trajanja panela, a ovisi o broju punjenja i pražnjenja, pa ih je nakon njegova isteka potrebno zamijeniti novima. Zbog toga je upitna financijska isplativost takve investicije, ako objekt već ima priključak na distribucijsku mrežu ili mu je on dostupan.Fotonaponske elektrane ne mogu raditi u krajevima gdje ima „malo Sunca“, tj. u krajevima u kojima je često oblačno te maglovito vrijeme.Solarne ćelije rade na principu fotoelektričnog efekta (Slika 7). Za fotoelektrični efekt potrebni su fotoni svjetlosti koji se sudaraju s elektronima u silicijevoj solarnoj ćeliji (PN-spoj), predaju im energiju te oni tako postaju slobodni. Tako nastaju parovi elektron-šupljina. Elektroni se gibaju prema N-strani, a šupljine prema P-strani. Zbog skupljanja elektrona i šupljina na suprotnim stranama PN-spoja, na krajevima ćelije javlja se elektromotorna sila te, ako je na nju spojeno neko trošilo, poteče električna struja. Budući da fotoni svjetlosti dolaze do površine Zemlje bez obzira na atmosferske prilike, električna energija proizvodi se i onda kada vrijeme nije potpuno vedro i kada je Sunce zaklonjeno oblacima. Dakako, u tim uvjetima proizvodnja je smanjena, ali se ne zaustavlja. Fotonaponski sustavi su preskupi i ne isplate se u svom vijeku trajanja.Kako se tehnologija razvija, sustavi postaju sve jeftiniji i dostupniji širem krugu ljudi, a i moguće je dobiti poticaje od strane državnih i lokalnih vlasti kod kupnje potrebne opreme. Također, postoje posebne

SLIKA 6

Izgradnja fotonaponske

elektrane u Kanfanaru

Izvor: http://soltech.hr/wp-content/

uploads/2012/10/Kanfanar-

Stanje-15-10_09.jpg

SLIKA 5

Proizvodnja električne energije u

megavatsatima po mjesecima za Zagreb i Split, prema simulaciji

sustava u PVGIS-u

Izvor: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/

SLIKA 5

Page 4: ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

69

ENERGETSKA UČINKOVITOST

tarife o otkupu električne energije i ugovori koji se sklapaju s lokalnim operaterima (u Hrvatskoj je to HERA – Hrvatska energetska regulatorna agencija), tako da se kompletan sustav financijski isplati za nekoliko godina, što ovisi o lokaciji na kojoj se nalazi te o nekim drugim čimbenicima (kut, orijentacija…). Primjerice, analizirajući fotonaponski sustav snage 10 kW na području Zagreba, prema trenutnim cijenama solarne opreme koje vrijede na tržištu te povlaštenoj otkupnoj cijeni električne energije od 1,91 kn/kWh, vrijeme povrata investicije iznosi nešto više od 7 godina [12]. Isti sustav na području Splita financijski se isplati za 6 godina. U slučaju da se proizvedena struja prodaje po tržišnoj cijeni električne energije koja u ovom trenutku iznosi 0,98 kn/kWh, povrat investicije ostvario bi se nakon 14 godina za slučaj sustava u Zagrebu, odnosno 12 godina za Split [13].Fotonaponski paneli nisu ekološki prihvatljivi jer se više energije potroši za njihovu proizvodnju nego što je oni proizvedu u svom životnom vijeku.Količina energije potrebna za proizvodnju fotonaponskih panela ovisi o tehnologiji izrade. Tako je, prema Zavodu za energetska postrojenja SAD-a (U.S. Department of Energy), za proizvodnju 1 m2 monokristalnih FN ćelija potrebno utrošiti 600 kWh električne energije. Za polikristalnu varijantu je to 420 kWh, dok je za tehnologiju tankog filma iznos energije 120 kWh [14]. Navedene razlike proizlaze zbog različite složenosti tehnoloških procesa proizvodnje 3 osnovne vrste fotonaponskih ćelija. Jednostavnim proračunima, uzimajući u obzir karakteristične efikasnosti pojedine tehnologije te uz pretpostavku ukupne godišnje ozračenosti od 1.000 kWh/m2, dobiva se računica da tu količinu energije monokristalna ćelija proizvede za oko 3,5, polikristalna 3, a ćelija od tankog filma za 1,5 godinu. Sva ostala energija proizvedena solarnim ćelijama predstavlja „zelenu energiju“, koja ne ispušta nikakve štetne plinove te ne zagađuje okoliš.Orijentacija fotonaponskih panela mora biti prema jugu jer u protivnom oni ne mogu funkcionirati.Ranije je navedeno da za proizvodnju električne energije nije potrebno potpuno vedro vrijeme s

„čistim“ pogledom na Sunce pa tako ni paneli ne moraju biti orijentirani idealno na jug. Mogu biti zakrenuti bilo prema istoku ili zapadu, ali će se, razumljivo, u tom slučaju smanjiti proizvodnja električne energije. Ako su paneli okrenuti prema istoku ili zapadu umjesto prema jugu, proizvodnja električne energije sustava smanji se za oko 20 %. Ovakva orijentacija panela s druge strane može pozitivno utjecati na stabilnost elektroenergetskog sustava jer se povećava snaga u jutarnjim/večernjim satima, čime se omogućuje veća neovisnost solarnih elektrana i omogućava implementacija većeg postotka samih elektrana u mrežu. U tom slučaju treba uzeti u obzir da je povrat investicije nešto duži.

ENERGIJA VODE

Hidroelektrane se mogu zamijeniti drugim obnovljivim izvorima energije.Hidroenergija još je uvijek najznačajniji oblik obnovljivih izvora energije. Razlog tome jest to što još uvijek ne postoji solarna ili vjetroelektrana koja količinom proizvedene energije može konkurirati većoj termoelektrani ili nuklearnoj elektrani, dok velike hidroelektrane mogu. Ilustrativno, najveća solarna elektrana na svijetu, elektrana Desert Sunlight u pustinji Mojave, California, proteže se na 16 km2 i sastoji se od 8,8 milijuna solarnih panela s ukupnom instaliranom snagom od 550 MW, dok najveća hidroelektrana, Tri klanca u Kini, prikazana na Slici 8 daje ukupnu snagu od nevjerojatnih 22.500 MW, što je 40 puta više od najveće solarne elektrane. Tako je, prema podacima Ministarstva gospodarstva Republike Hrvatske, samo oko 17 % godišnje proizvedene energije u elektrani Tri klanca dovoljno za osiguranje potreba cijele Hrvatske. Još uvijek ne postoji drugi oblik obnovljivih izvora koji bi mogao učinkovito pokriti tolike energetske potrebe.

SLIKA 8

Hidroelektrana Tri klanca na rijeci Yangtze u Kini

Izvor: http://www.inventiveinfra.com/wp-content/uploads/2014/12/three-gorges-dam-2.jpg

SLIKA 7

SLIKA 7

Fotoelektrični efekt

Izvor: http://www.redarc.com.au/images/uploads/files/solar_cell.png

Page 5: ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

70

ENERGETSKA UČINKOVITOST

Također, bitna stavka koja odlikuje hidroelektrane (HE) je sigurnost i stalnost opskrbe. Za razliku od nekih obnovljivih izvora, posebice vjetroelektrana, koji bitno utječu na dinamiku elektroenergetskog sustava (EES), hidroelektrane (posebno automatizirane reverzibilne HE) sudjeluju u stabilizaciji dinamike sustava i pokrivanju vršnih opterećenja, zbog mogućnosti vrlo brze promjene snage. Još jedan bitan razlog tome je što je vrijeme puštanja u pogon kod HE relativno malo, gdje se radi o minutama, dok se primjerice vrijeme puštanja u pogon termoelektrana i nuklearnih elektrana mjeri u satima, zbog čega iste u većini slučajeva ne mogu pratiti brze promjene opterećenja sustava. Još jedna stvar koja hidroelektrane stavlja ispred ostalih izvora energije jest njihov stupanj djelovanja, odnosno učinkovitost pretvorbe energije vode u električnu energiju. Učinkovitost hidroelektrana danas tako prelazi 80 %. Za usporedbu, ukupna efikasnost pretvorbe Sunčeve energije u električnu u solarnim panelima je između 10 i 20 %, ovisno o izvedbi. Efikasnost Carnotovog ciklusa u plinskim termoelektranama, kao najefikasnijeg procesa između dva toplinska spremnika, iznosi maksimalno do oko 60 %, što hidroelektrane čini najefikasnijim načinom proizvodnje električne energije uopće. Usporedba efikasnosti različitih energetskih tehnologija nalazi se na dijagramu prikazanom na Slici 9.

Manje rijeke nisu pogodne za izgradnju hidroelektrana.Za hidroelektranu nije nužna velika količina vode u koritu rijeke. Dvije su stvari koje određuju snagu elektrane, a to su protok (količina vode) i pad (visinska razlika između turbine i akumulacije). Snagu hidroelektrane opisuje izraz

P=q×ρ×g×h×η [W]

gdje je q maseni protok vode, ρ je gustoća vode, g je akceleracija sile teže, h je visina pada vode, a η je stupanj djelovanja elektrane. Osim toga, postoje takozvane male hidroelektrane (MHE, Slika 10), s relativno malom instaliranom snagom, koje se mogu graditi na mjestima manjeg pada i protoka. Upravo su male hidroelektrane u većini općeprihvaćenih klasifikacija definirane kao obnovljivi izvor, dok velike hidroelektrane nisu zbog velikog utjecaja na mikroklimu, biljni i životinjski svijet.

Za hidroelektrane je neophodna velika akumulacija.Postoje hidroelektrane koje ne trebaju veliku akumulaciju. To su tzv. protočne ili „run-of-river“ elektrane, što znači da voda direktno iz rijeke prolazi kroz pogonski stroj i iz njega se vraća u rijeku (Slika 11). Takve elektrane postoje i u Hrvatskoj, primjerice HE Ozalj, instalirane snage 5,5 MW. Ove elektrane imaju minimalan utjecaj na okoliš i na njih se ne odnose negativne posljedice koje uzrokuje akumulacija.

Hidroelektrane nisu obnovljivi izvor energije.Ova tvrdnja relativno je diskutabilna. Točnije, s različitih aspekata može se tvrditi i da jesu obnovljivi izvor i da nisu. Jedno je sigurno, a to je da hidroenergija nije klasičan obnovljivi izvor. Razlog tome je to što, za razliku od ostalih obnovljivih izvora, hidroenergija nije

SLIKA 9

Usporedba učinkovitosti

različitih energetskih tehnologija

Izvor: http://www.hep.hr/oie/oie/

malaEfikasnost.aspx

SLIKA 10

Mala hidroelektrana u Bulharyu, Češka

Izvor: http://i.ytimg.com/vi/

xUgCsRkWUsc/maxresdefault.jpg

SLIKA 11

Protočna hidroelektrana Hugh

Keenleyside Dam, instalirane snage 185 MW, Kanada

Izvor: http://upload.wikimedia.

org/wikipedia/commons/d/d4/

ArrowLakesPic.JPG

SLIKA 9

Page 6: ENERGETSKA UČINKOVITOST ZABLUDE O OBNOVLJIVIM IZVORIMA

71

ENERGETSKA UČINKOVITOST

potpuno održiva i hidroenergetski potencijal svakog elektroenergetskog sustava je ograničen. Drugim riječima, svaki EES raspolaže ograničenom količinom vode pa je tako ograničena i količina energije koja se od te vode može dobiti. To se na primjer ne može tvrditi za energiju Sunca, koja je za zemaljske razmjere neograničena, odnosno kada bi nestalo energije Sunca, nestalo bi i života na Zemlji. Zbog toga, kako je već navedeno, danas se najčešće velike hidroelektrane ne vode kao obnovljivi izvori.Hidroelektrane su besplatan izvor energije.Iako Hrvatska uživa tu privilegiju da vode ima u izobilju, inicijalni troškovi hidroelektrane vrlo su veliki, a uz njih postoje i pogonski troškovi. Sami troškovi izgradnje ovise o puno faktora kao što su veličina pogona, lokacija itd., a razlog visoke cijene je kompleksnost postrojenja. Naime, suprotno mišljenju mnogih, hidroelektrana je više od same brane i pogonskog stroja. Hidroelektranu tako čine objekti i dijelovi za dovod i odvod vode (akumulacijsko jezero, brana, dovodni kanal, tlačni cjevovod, vodna komora i cjevovod za odvod vode iz turbine; ne nužno svi ti elementi, ovisno o vrsti HE), zatim dijelovi za pretvorbu potencijalne energije vode u mehaničku (turbina), dijelovi za pretvorbu mehaničke u električnu energiju (generator) te transformatori nakon svakog generatora, kako bi se električna energija mogla prenijeti krajnjim korisnicima. Stoga izgradnja velikih brana predstavlja jedne od najkompleksnijih građevinskih pothvata uopće, što dočarava Slika 12. Kako god, ti se investicijski troškovi isplaćuju godinama, ali životni vijek hidroelektrana vrlo je dug (od 50 do 100 godina), što osigurava isplativost investicije i, iako ne besplatnu, vrlo jeftinu proizvodnju električne energije. O određivanju cijene električne energije bit će govora u idućim brojevima časopisa SUMA.

Hidroelektrane nemaju negativnog utjecaja na stanovništvo.Izgradnja većih HE zahtjeva i veću akumulaciju, zbog čega je potrebno osloboditi veliko područje u okolici brane za potrebe stvaranja akumulacijskog jezera. Kao što je već spomenuto, to u nekim slučajevima rezultira raseljavanjem lokalnog stanovništva. Pretpostavlja se da je do 2008. godine u tu svrhu raseljeno od 40 do 80 milijuna ljudi. Prema podacima iz literature dr. sc. Damira Rajkovića, redovitog profesora na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, za potrebe akumulacije već spomenute elektrane Tri klanca poplavljeno je 29 milijuna četvornih metara zemlje, dva velika i 116 manjih gradova, raseljeno je 1,4 milijuna ljudi. U umjetnom jezeru završila je sva prljavština potopljenih gradova, tvornica i bolnica, više od tri tisuće industrijskih i rudarskih poduzeća. Brane također mogu predstavljati direktnu opasnost za stanovništvo nizvodno jer znaju biti meta vojnih operacija i terorističkih napada. Još jedna možda ne toliko poznata činjenica koja prati hidroelektrane jest veća smrtnost ljudstva nego u bilo kojim drugim elektranama. U studiji švicarskog instituta Paul Scherrer (The Paul Scherrer Institute) iz 2001. analizirane su 4.290 nesreće povezane s proizvodnjom električne energije. Za ilustraciju, dan je broj smrtnih slučajeva po milijardi proizvedenih kWh električne energije. Najveća je smrtnost kod hidroelektrana (101 slučaj po TWh), potom slijede termoelektrane na ugljen (39 slučajeva po TWh) i plin (10 slučajeva po TWh) te nuklearne elektrane (1 slučaj po TWh – uključujući i nesreću u Černobilu). Razlog tako velike smrtnosti kod hidroelektrana jesu u prvom redu vrlo zahtjevni građevinski radovi i nesreće izazvane pucanjem brane koje su rijetke, ali izuzetno pogubne kada se dogode.ZAKLJUČAKSvaki izvor energije ima svoje prednosti i mane. Nijedan nije idealan i sam po sebi dovoljan. Solarne i vjetroelektrane potpuno su „čisti“ i održivi izvori energije, ali iz njih je teže proizvesti veliku količinu električne energije zbog raznih, već navedenih, tehničkih ograničenja. Hidroelektrane pak mogu proizvesti veliku količinu energije, ali uz bitno veći utjecaj na okoliš. Važna je činjenica da je taj utjecaj ipak višestruko manji u odnosu na elektrane na fosilna goriva. Zaključujemo da integracija pojedinih izvora energije u EES ovisi o brojnim tehničkim, ekološkim i financijskim aspektima te promoviranje samo jedne tehnologije kao rješenja može dovesti do većih problema nego koristi za korisnike EES-a. Stoga je sveobuhvatan i interdisciplinaran pristup, uz postojanje jasne vizije razvoja EES-a, nužan za kvalitetno ostvarivanje proizvodnje električne energije koja će zadovoljiti potrebe potrošača.

SLIKA 12

Hooverova brana i elektrana instalirane snage 2.080 MW, rijeka Colorado, SAD

Izvor: http://t.wallpaperweb.org/wallpaper/known_places/1920x1080/Hoover_Dam_Bypass031920x1080.jpg