fosilna goriva

Diplomski rad�

Energrtske rezerve fosilnih goriva i moguće projekcije za održivu budućnost� �

SADRŽAJ: 1. UVOD............................................................................................................................. 2 2. ENERGIJA I ENERGETIKA............................................................................................... 3

2.1. Energija .......................................................................................................................3 2.1.1. Izvori energije ....................................................................................................... 5

2.1.1.1. Neobnovljivi izvori energije............................................................................ 6 2.1.1.2. Obnovljivi izvori energije ................................................................................ 7 2.1.1.3. Trenutni odnos izvora energije ....................................................................... 8

2.2. Energetika....................................................................................................................9 3. FOSILNA GORIVA ...........................................................................................................10

3.1. Primarni oblici energije...............................................................................................10 3.2. Čvrsta goriva..............................................................................................................13 3.3. Tečna goriva ..............................................................................................................15 3.4. Plinska goriva ..........................................................................................................16

4. REZERVE I POTROŠNJA FOSILNIH GORIVA................................................................18 4.1. Nalazišta, rezerve i proizvodnja ugljena u svijetu .......................................................18

4.1.1. Nalazišta, rezerve i proizvodnja ugljena u BiH .....................................................20 4.2. Nalazišta, rezerve i proizvodnja sirove nafte ..............................................................24 4.3. Rezerve i proizvodnja prirodnog plina ........................................................................27

5. UTICAJ ENERGIJE NA OKOLINU ...................................................................................31 5.1. Utjecaj pojedinih izvora energije na okoliš.............................................................32

6. ODRŽIVOST I ENERGIJA................................................................................................33 6.1. Pojam održivosti.........................................................................................................33 6.2. Veze između energije i održivosti ...............................................................................34 6.3. Prijedlozi mjera za stvaranje pretpostavki za održivu budućnost ................................35

7. ZAKLJUČAK ....................................................................................................................36 8. LITERATURA...................................................................................................................37

Diplomski rad�


1. UVOD

Od davnina čovjek razmišlja, kako o vječnosti tako i o neuništivosti supstance od koje je svijet napravljen. Thales iz Mileta smatrao je da je količina vode ta koja je stalna. Newton je smatrao da je to masa, pa je u svom čuvenom djelu Principia uveo zakon očuvanja mase. To je bila napredna ideja jer u njegovo doba nije bilo lako dokazati da se npr. Izgaranjem komada drva ukupna masa ne mijenja. Trebalo je jako dugo da shvatimo da je ta supstanca energija ili „masa-energija”. Krajem 17. stoljeća Gottfried Wilhelm Leibniz matematički je formulirao izraz za vis vivu (silu života). Smatrao je da u mehaničkom sistemu od nekoliko tijela, zbir umnožaka masa tih tijela i kvadrata njihovih brzina mv2 konstantan. Leibniz je zapravo prvi formulisao izraz za energiju gibanja. Izraz energija prvi puta upotrijebio je Thomas Young 1807. godine. Princip očuvanja energije gibanja vrijedio je samo približno i to samo ako je trenje bilo malo, a sudari elastični, dok je princip očuvanja ukupne količine gibanja, odnosno umnoška mv, vrijedio uvijek. Bez obzira na to, Leibnizov princip polako je ulazio u upotrebu, jer je za rješavanje složenijih inženjerskih problema bilo potrebno uzeti u obzir oba principa. Početak korištenja energije toplinskih strojeva u 18. stoljeću donio je i nove inženjerske probleme koje je trebalo rješavati. Za to je bila potrebna nova formulacija sile života. Znalo se da tijela u gibanju trenjem gube brzinu, i da se pritom razvija toplina. Nije li i toplina neka vrsta vis vive – karika koja nedostaje? Godine 1783, Antoine Lavoisier je iznio kinetičku teoriju topline, dok je Pierre-Simon Laplace iznio kaloričnu teoriju, po kojoj je toplina vrsta fluida koji prelazi s toplijeg tijela na hladnije. Godine koje slijede pokazat ćeda je Lavoisier bio u pravu. Proučavajući toplinu koja se razvije prilikom bušenja topovskih cijevi Count Rumford je 1798. godine zaključio je da su kinetička energija i toplina međusobno povezane univerzalnom konstantom te da se toplina razvijena iz gibanja možetočno predvidjeti. Početkom 19. stoljeća bilo je važno povećati korisnost parnog stroja. Godine 1824. Nicholas Carnot pokazao je da maksimalna korisnost idealnog toplinskog stroja ovisi samo o razlici temperatura toplog i hladnog spremnika, te da se cjelokupna toplina nikako ne može potpuno pretvoriti u koristan rad. Konstruktori budućih toplinskih strojeva dobili su važno mjerilo uspješnosti svoje konstrukcije. U to doba nije se znalo da je toplina vrsta energije. Vrijedila je kalorična teorija, po kojoj je toplina fluid čije strujanje pokrećestrojeve, baš kao što voda pokreće kotač vodenice. Bilo je jasno da se dio topline možepretvoriti u mehaničku energiju, ali tek je James Prescott Joule 1843. godine pokusima pokazao da se mehanička energija može potpuno pretvoriti u toplinu. U njegovoj aparaturi uteg se spuštao pokrećući lopatice uronjene u vodu. Potencijalna energija utega pretvarala se u kinetičku energiju lopatica, te trenjem prelazila u toplinu zagrijavajući vodu, što je Joule mjerio pomoću termometra. Njegov eksperiment bio je ključan dokaz za mehaničkiekvivalent topline, uz konstantu pretvorbe energije (1 kcal = 4.2·103 J) koju koristimo i danas, s tim da je jedinica za energiju nazvana po Jouleu, a konstantu poznajemo kao specifičnitoplinski kapacitet vode. Svojim pokusima Joule je pokazao da je toplina također energija – karika koja je nedostajala. Sada je bilo moguće formulirati zakon očuvanja energije. Pokazavši da radom sile trenja može stvoriti novu toplinu ujedno je srušio i kaloričnu teoriju po kojoj je ukupna količina toplinskog fluida bila nepromjenjiva.

Diplomski rad�


2. ENERGIJA I ENERGETIKA 2.1. Energija

Energija je bila i bit će pokretač svih funkcija i aktivnosti živih bića i kretanja tvari na Zemlji. Prema tome možemo reći da energija predstavlja sposobnost obavljanja rada. Da bi se mogao izvršiti neki rad, tijelu bi trebalo dovesti upravo toliku količinu energije koliko bi iznosio obavljeni rad, ili bi u tijelu morala biti upravo tolika količina nagomilane energije. Pod pojmom izvori energije se podrazumjevaju pojave ili materijali koji se mogu koristiti za proizvodnju energije. Često se pored naziva izvori energije koristi i izraz oblik energije ili nosioci energije, mada se u suštini odnose na istu stvar. Energija se pojavljuje u različitim oblicima, ali mi u osnovi možemo ih svrstati u dvije grupe:

akumulisani (nagomilani) i prelazni oblici.

Akumulisani oblici energije (potencionalna, kinetička i unutrašnja) se u ovome obliku

mogu zadržati veoma dugo (po želji), dok je za prelazne oblike karakteristična kratkotrajnost pojave. Prelazni oblik energije (mehanička, električna i toplotna) se pojavljuju kada akumulisana energija mijenja svoj oblik i kada prelazi sa jednoga tijela na druga.

Sl. 1. Pojavni oblici energije

Energija koja nam stoji na raspolaganju dolazi od Sunca, zatim od energije koja se nalazi u Zemlji, te od energije koja je posljedica gravitacijskih sila Sunca, Mjeseca i Zemlje.

Energija od Sunca. Sunce se sastoji od goleme količine toplih plinova. Jake gravitacijske

sile ubrzavaju velikom brzinom atome plinova prema središtu Sunca. To kretanje podižeunutrašnju temperaturu i pritisak (na oko 107 K i oko 1014 Pa), pri čemu trga elektrone iz atoma i miješa jezgre i elektrone u plazmu. Pri ovim okolnostima zbiva se termonuklearna fuzija vodika, a kao rezultat oslobađa se velika količina energije, nastaje helij i dolazi do nestanka mase. Energija koja nastaje fuzijom unutar Sunca prenosi se prema površini (5 760K

Diplomski rad�


temperat. površine Sunca) i odatle zrači u Svemir. Od ukupne energije Sunčeva zračenja samo mali dio dolazi na Zemlju. Od ukupne energije koja se uputi ka Zemlji 30 % se reflektira u svemirski prostor, a oko 70 % dolazi na Zemlju. Prema navedenome godišnja energija Sunčeva zračenja veća je od ukupnih rezervi ugljena i nafte. Veći dio Sunčeve energije dobiva se posredno procesima nastajanja energije (fotosinteza, isparavanje i strujanje), a manji dio služi kao izravan izvor energije (Sunčevo zračenje).

Fotosinteza je proces kojim se Sučeva energija isijavanja pretvara u hemijsku energiju biljaka. Prestankom biološkoga života, supstance biljaka se raspadaju do ostataka koji su zadržali hemijsku energiju. Kroz milone godina taj se ostatak nagomilao u nekima predjelima i te ostatke nazivamo fosilnim gorivima, a proizvode fotosinteze koji se danas dobivaju nazivamo hranom, drvetom i biomasom. Isparavanje je proces kojim se dovođenjem topline nastaje promjena agregatnoga stanja vode (para). Isparava se voda na površini mora, rijeka i jezera, ali i na površini tla i iz biljaka. Podizanjem od zemlje se hladi i kondenzira pa u obliku oborina ponovo dolazi na zemlju gdje se stvaraju potoci i rijeke. Voda u tim potocima i rijekama ima potencionalnu energiju u odnosu na morsku razinu. Strujanje nastaje kao posljedica razlika temperature bilo zraka (vjetar) bilo vode (morske struje). Stvaranje i kretanje morskih valova posljedica je strujanja zraka. Energija vjetra i energija morskih struja je kinetička energija, dok je energija morskih valova potencionalna energija.

Energija iz Zemlje. Zemlja kao i Sunce sastavljena je od istih osnovnih tvari. Vjeruje

se da je Zemlja i još neki planeti nastali od Sunca i to tako da je nekom kataklizmom Sunce izbacilo čestice toplih plinova koje su se počele vrtjeti oko Sunca i polahko se hladile. Hlađenje Zemlje počinje na površini i ide prema središtu, a toplina ide od središta ka površini. Istraživanjima se došlo do zaključka da se jezgra Zemlje sastoji od rastaljene materije sa temperaturom od 5 500 K. Od svoga nastajanja pa do danas Zemlja se mijanja pod uticajem vanjskih i unutrašnjih sila. Očit dokaz aktivne unutrašnjosti Zemljine kore jesu vulkani i potresi, dok vanjske razaraju površinu, a djeluju preko razlike temperatura, razlike pritisaka, preko tekuće vode, valova, vjetra, leda, biljnog i životinjskog svijeta te i čovjeka. Prosječnitemperaturni gradijent Zemlje iznosi 1 K za svaka 33 m. Za mogućnost iskorištavanja topline iz Zemlje bitan je toplinski gradijent, jer se toplinska energija može iskoristiti samo ako postoji potrebna razlika u temperaturi. Prema današnjim spoznajama toplina Zemlje bi se mogla iskoristiti:

kod primjene toplinskih crpki kao izvori vruće vode i pare i kao energija suhih stijena.

Energija gravitacije. Javlja se kao posljedica gravitacijskih sila koje djeluju između

Sunca, Mjeseca i Zemlje, a utječu na nivo vode u moru. Promjena nivoa mora na Zemlji (promjena potencijalne energije) posljedica je privlačnih sila Sunca, Mjeseca i Zemlje. Dizanje nivoa mora (plima) i spuštanje nivoa mora (oseka) različito je u raznim dijelovima Zemlje. Razlika između plime i oseke varira od nekoliko centimetara do šesnaest metara.

Diplomski rad�


2.1.1. Izvori energije Život na Zemlji nastao je i opstao milionima godina zahvaljujući povoljnim klimatskim

uslovima. Klima se može posmatrati kao obnovljivi resurs čija je energetska komponenta energija Sunca, a materijalna komponenta su okeani kao rezervoari za vodu. Energija Sunca potstiče kruženje vode na Zemlji i time omogućava život. Tamo gdje nema vode nema ni kvalitetnog života, npr. u pustinjama. Klimatske promene na zemlji dostigle su takav nivo da možemo govoriti o klimatskoj krizi. Vizija izlaska iz te krize je vrlo jasna i to je povratak na manje štetne izvore energije. Međutim, lobiji koji zagovaraju dalje korišćenje fosilnih goriva i nuklearne energije toliko su moćni na tržištu energije i trenutno nema nikakvih naznaka usporavanja potrošnje "prljavih" izvora energije. Takav pristup mogao bi u budućnosti znatno promeniti klimu, a time bi život klimatski osetljivih biljaka i životinja bio ugrožen. Budući da sve vrste žive u prirodnoj ravnoteži to bi uticalo na celi biološki sistem Zemlje. Da bi se izbjegla takva budućnost Zemlje, neke države počele su potsticati programe uštede energije i prelazak na "čiste" izvore energije. Globalno gledano za sada nema velikog napretka u tome jer je količina energije dobijena na taj način zanemarljiva prema energiji koja se dobija od fosilnih goriva i nuklearnih elektrana.

Slika 2. Izvori energije i procesi pretvaranja jednog oblika energije u drugi

Na slici 3. prikazana je svetska potrošnja energije od 1900. do 1997. godine. Na slici se primećuje da se u prvoj polovini 20. veka potrošnja energije udvostručila, a nakon toga dolazi do znatnog povećanja potrošnje energije u drugoj polovini veka. Ukupna potrošnja energije se povećala deset puta u odnosu na početak veka.

Slika 3. Svetska potrošnja energije u periodu 1900-2000.god.

Diplomski rad�


Glavni izvori energije u dvadesetom veku bili su neobnovljivi izvori energije kao što su: • ugalj, • nafta, • prirodni gas i • nuklearna energija.

Ugalj, nafta i prirodni gas nazivaju se još i fosilna goriva. Dva osnovna problema kod neobnovljivih izvora energije su da ih ima u ograničenim količinama i da oštećuju okolinu. Sagorevanjem fosilnih goriva oslobađa se velika količina CO2. Najverovatnije je zbog toga došlo do globalnog porasta temperature na Zemlji. Nuklearna goriva nisu opasna za atmosferu, ali stvari nastale kod nuklearne reakcije ostaju radioaktivne još godinama i moraju biti uskladištene u posebnim prostorijama. Kod obnovljivih izvora energije nema takvih problema.

Najznačajniji obnovljivi izvori energije su:

• energija vjetra, • energija sunca, • bioenergija, • energija vode i • geotermalna energija.

Obnovljivi izvori energije ne zagađuju okolinu u tolikoj meri kao neobnovljivi, ali nisu ni oni svi potpuno čisti. To se naročito odnosi na energiju dobijenu iz biomase koja kao i fosilna goriva prilikom sagorevanja ispušta CO2. Ako izuzmemo energiju vode glavni problemi kod obnovljivih izvora su cijena i mala količina dobijene energije. Potencijali obnovljivih izvora energije su ogromni, ali trenutna tehnološka razvijenost ne dopušta nam oslanjanje samo na njih.

2.1.1.1. Neobnovljivi izvori energije

Obnovljivi izvori energije pružaju znatni potencijal za budućnost, ali trenutno su vrlo ograničenih mogućnosti i energija koja dolazi iz njih je skuplja. Zbog toga će proći još neko vreme do značajnije upotrebe takvih izvora energije. Do tada se moraju koristiti neobnovljivi izvori energije i to:

• nuklearna energija, • ugalj, • nafta i • prirodni gas.

Ugalj, naftu i prirodni gas nazivamo još i fosilna goriva. Samo ime fosilna goriva govori o njihovom nastanku. Pre mnogo miliona godina ostaci biljaka i životinja počeli su se taložiti na dno okeana ili na tlo. S vremenom je te ostatke prekrio sloj blata, mulja i peska. U tim uslovima razvijale su se ogromne temperature i veliki pritisci, a to su idealni uslovi za pretvaranje ostataka biljaka i životinja u fosilna goriva. Glavni izvor energije fosilnih goriva

Diplomski rad�


je ugljenik, pa njihovim sagorevanjem u atmosferu odlazi puno ugljen - dioksida. To je glavni problem iskorišćavanja fosilnih goriva gledano s ekološkog aspekta. Na slici 4. prikazan je rast koncentracije ugljen-dioksida u atmosferi u zadnjih 150 godina.

Slika 4. Porast ugljen-dioksida u atmosferi u zadnjih 150 godina Sa slike se vidi se da se koncentracija u navedenom razdoblju povećala za čak 28%.

Zadnjih 150 godina je razdoblje sve većeg povećanja upotrebe fosilnih goriva. Na početku se najviše koristio ugalj, koji je i najopasniji za okolinu jer u atmosferu ispušta uz ugljen - dioksid i sumpor. Sumpor se u atmosferi spaja s vodenom parom i stvara sumpornu kiselinu, koja pada na tlo u obliku kiselih kiša. Problem kiselih kiša najizraženiji je bio u SAD-u i Kanadi, ali ni evropske države nisu bile pošteđene. U Evropi su najviše problema imale Nemačka i Velika Britanija. Da bi smanjile mogućnost kiselih kiša SAD su uložile oko dve milijarde dolara u istraživanje metoda za pročišćavanje uglja. Tehnologije pronađene tim istraživanjima znatno su smanjile učestalost pojavljivanja kiselih kiša.

Nuklearne elektrane ne ispuštaju ugljen - dioksid, ali nakon upotrebe nuklearno gorivo je izuzetno radioaktivno i potrebno ga je skladištiti više desetina godina (najradioaktivnije i više stotina godina) u sigurnim betonskim bazenima ili podzemnim bunkerima. U normalnim uslovima nuklearna energija je vrlo čisti izvor energije, ali potencijalna opasnost neke havarije sve više smanjuje broj novoinstaliranih nuklearnih elektrana. Strah od havarije dodatno su povećale dve do sada najveće nuklearne nezgode: Ostrvo Tri Milje 1979. godine i Černobil 1986. godine. U oba slučaja do nezgode je došlo zbog niza grešaka na opremi i ljudskih grešaka. U zadnje vreme sve je manji uticaj čoveka na proces u nuklearnoj elektrani jer su se računari pokazali da su pouzdaniji za obavljanje nekih radnji koje ne zahtevaju konstruktivno razmišljanje.

2.1.1.2. Obnovljivi izvori energije Obnovljivi izvori energije, ne uključujući hidroenergiju, daju manje od 1% ukupno

potrebne energije. Taj dio u budućnosti treba znatno povećati jer neobnovljivih izvora energije ima sve manje, a i njihov štetni uticaj sve je izraženiji u zadnjih nekoliko desetina godina. Sunce isporučuje Zemlji 15 hiljada puta više energije nego što čovječanstvo u sadašnjoj fazi uspijeva potrošiti, ali usprkos tome neki ljudi na Zemlji se smrzavaju. Iz toga se vidi da se obnovljivi izvori mogu i moraju početi bolje iskorištavati i da ne trebamo brinuti za energiju nakon fosilnih goriva. Razvoj obnovljivih izvora energije (naročito od vetra, vode, sunca i biomase) važan je zbog nekoliko razloga:

� obnovljivi izvori energije imaju vrlo važnu ulogu u smanjenju emisije ugaljen - dioksida (CO2) u atmosferu. Smanjenje emisije CO2 u atmosferu je politika Evropske unije, pa se može očekivati da će i SCG morati prihvatiti tu politiku.

Diplomski rad�

Energrtske rezerve fosilnih goriva i moguće projekcije za održivu budućnost�

� povećanje udela obnovljivih izvora energije povećava energetsku održivost sistema. Takođe pomaže u poboljšavanju sigurnosti dostave energije na način da smanjuje zavisnost od uvoza energetskih sirovina i električne energije.

� očekuje se da će obnovljivi izvori energije postati ekonomski konkurentni konvencionalnim izvorima energije u srednjem do dugom razdoblju.

Nekoliko tehnologija, naročito energija vetra, male hidrocentrale, energija iz biomase i sunčeva energija, su ekonomski konkurentne. Ostale tehnologije zavise od potražnje na tržištu da bi postale ekonomski isplative u odnosu na klasične izvore energije. Proces prihvatanja novih tehnologija vrlo je spor i uvek izgleda kao da nam izmiče za malo. Glavni problem za instalaciju novih postrojenja je početna cijena. To podiže cijenu dobijene energije u prvih nekoliko godina na nivo potpune neisplativosti u odnosu na ostale komercijalno dostupne izvore energije. Veliki udio u proizvodnji energije iz obnovljivih izvora rezultat je ekološke osveštenosti stanovništva, koje usprkos početnoj ekonomskoj neisplativosti instalira postrojenja za proizvodnju "čiste" energije. Evropska zajednica ima strategiju udvostručavanja upotrebe obnovljivih izvora energije od 2003. do 2010. godine. To znači dabi se ukupni udio obnovljivih izvora energije povećao sa sadašnjih 6% na 12% 2010. godine. Taj plan sadrži niz mera kojima bi se postakle privatne investicije u objekte za pretvaranje obnovljivih izvora energije u iskoristivu energiju (najvećim delom u električnu energiju). Zbog trenutne finansijske krize u kojoj su se našle najveće države u Evropskoj uniji, verovatno je da plan neće biti sproveden u potpunosti.

Sunčeva radijacija glavni je pokretač većine obnovljivih izvora energije, ali ima i nekoliko izvora koji ne potiču od nje. To su geotermalna energija i energija koju možemo dobiti od plime i oseke.

2.1.1.3. Trenutni odnos izvora energije Glavni izvor energije za pokrivanje trenutnih potreba čovečanstva su fosilna goriva koja

daju 85-90% energije. Nafta je najznačajnija sa 35%, a ugalj i prirodni gas su podjednako zastupljeni. Gotovo 8% energije dobija se iz nuklearnih elektrana, a tek 3.3% energije dolazi od obnovljivih izvora.

Slika 5. Procentualni udjeli goriva koji učestvuju u svetskoj prizvodnji energije Ogromna većina energije dobijene iz obnovljivih resursa odnosi se na energiju vode.

Ostali obnovljivi izvori energije su trenutno energetski zanemarljivi. Budući da ćemo u budućnosti morati podmiriti sve svoje energetske potrebe iz obnovljivih izvora energije, moramo izmisliti neki način kako pretvoriti obnovljive resurse u korisnu energiju. Glavno ograničenje u tome su skupa i dugotrajna istraživanja, a većina primena svodi se na

Diplomski rad�

Energrtske rezerve fosilnih goriva i moguće projekcije za održivu budućnost�

proizvodnju električne energije. Cijenu istraživanja povećava i raznolikost obnovljivih izvora energije.

2.2. Energetika Problematika kojom se energetika bavi obuhvaća:

• pretvorbu izvornih oblika energije u električnu i toplinsku energiju • projektiranje energetskih postrojenja • razvoj, konstrukciju i održavanje energetske opreme • planiranje i vođenje energetskih procesa i sustava

Energetika je uvjet bez kojeg se ne može, ne samo za gospodarstvo nego i za cjelokupnu

ljudsku aktivnost. Ono što je nužno imati na umu je to da promišljanje energetike mora biti na duge staze. Ne može se ništa bitno, a pozitivno, dogoditi u kratkom vremenu u energetskom sektoru. Negativne stvari se mogu dogoditi u kratkom vremenu i za njih ne treba nikakav plan niti uloženi kapital. One se mogu događati samo po sebi, kao rezultat nebrige ili lošeg planiranja, ili kao rezultat nekih nepredvidivih događaja. Ali za pozitivne stvari u energetici, npr. značajnije povećanje energetske učinkovitosti ili smanjenje emisije stakleničkih plinova, ili pak promjena strukture elektroenergetskog proizvodnog parka, treba dosta vremena, a i financijski su vrlo zahtjevne. Mnoge odluke u energetici, poslovne ili administrativne mogu imati dugoročne učinke. Stoga stručnjaci koji se bave planiranjem u energetici nastoje sagledati što dulje razdoblje u budućnosti, dakako uzimajući u obzir objektivnost tako dalekog horizonta, s obzirom na promjenljivost mnogih bitnih parametara koji utječu na samu viziju relativno daleke budućnosti.

U ovom diplomskom radu se daju neke od ideja za moguću projekciju energetskih prilika do 2050. godine, koje se nastale pod okriljem WEC-a. Ambicija tih vizija nije proricanje budućnosti (gledanje u staklenu kuglu) nego samo naznaka mogućih scenarija, odnosno potrebnih mjera da bi se neki od tih scenarija i ostvario. Koliko je nesigurnosti povezano uz dugoročno planiranje u energetskom sektoru najbolje pokazuje primjer cijena nafte na svjetskom tržištu. Samo nekoliko godina ranije mnogi autoriteti u energetskom sektoru, su očekivali (predviđali) cijene koje su daleko niže od onih koje se ostvaruju u posljednje vrijeme. To međutim ne znači da treba prestati dugoročno planirati. Naprotiv, tom problemu treba pristupiti vrlo studiozno, nastojeći obuhvatiti i kvantificirati sve mogućeizvore nesigurnosti.

Kada se radi o utjecaju energetskog sektora na promjenu klime, ponajprije radi emisije stakleničkih plinova, a isto vrijedi i za sigurnost opskrbe svim oblicima energije, očigledno je da ne postoji samo jedna energetska opcija koja može dovesti do zadovoljavajućeg stanja. Potrebna je kombinacija različitih energetskih izvora i različitih mjera kojima bi se utjecaj na klimatske promjene održao u razumnim, odnosno prihvatljivim granicama, a sigurnost opskrbe energijom držala na zadovoljavajućoj razini. Nema dvojbi da je i nuklearna opcija sastavni dio jednog takvog scenarija.

Diplomski rad�

Energrtske rezerve fosilnih goriva i moguće projekcije za održivu budućnost� ��

3. FOSILNA GORIVA 3.1. Primarni oblici energije

Kvalitet življenja i opstanak čovjeka u krajnjem slučaju u direktnoj je vezi s raspoloživom energijom i načinom njenog korištenja. Kontinuirani privredni rast u industrijskim zemljama u direktnoj je proporciji s povećanim korištenjem energije. Naime, postoji čvrsta korelacija između količine korištene energije i ukupne industrijske proizvodnje u jednoj zemlji. S obzirom na to da u savremenom svijetu privredna grana - industrija donosi najveći prosperitet u jednoj zajednici, može se s pravom izvesti zaključak, praktično još jedna "definicija" za energiju, da je raspoloživost, različitost, način i nivo korištenja energije bitan preduvjet za prosperitet stanovnika u jednoj zajednici (državi, regionu itd.). Važnost energije u savremenom svijetu može se ilustrirati činjenicom daje za samo 25 godina nakon Drugog svjetskog rata korišteno više energije nego u toku čitavog historijskog razdoblja prije toga, s tim da se taj trend stalno i rapidno povećava . Na slici 6 grafički je prikazano dosadašnje i potencijalno korištenje energije na svjetskom nivou za period 1980-2030. godine, a u tabeli 1 po karakterističnim regionima za period 2003-2030. godine . Kada je u pitanju energija, odnosno njena važnost, pokazale su brojne situacije (naprimjer: Drugi svjetski rat, Suecka kriza 1957. godine, arapsko—izraelski rat 1967. godine, Bliskoistočna kriza 1973. godine, Iranska revolucija 1978. godine itd.) u kojima je normalni život savremenog društva ugrožen i uz relativno malo pomanjkanje isporuka primarne energije (u ovom slučaju nafte), te i najmanja ograničenja u njenom korištenju uzrokuju velike teškoće kako u privredi tako i u privatnom životu svakog pojedinca.

Slika. 6 Dosadašnje i potencijalno korištenje energije na svjetskom nivou za period 1980-2030. Godine

Diplomski rad�


Tabela 1. Sadašnja potrošnja energije i predviđanje potrošnje po regijama u GJ 2003 2010 2020 2030 REGION

u milijardama GJ UKUPNO OECD 247,18 270,18 297,09 325,78 Sjeverna Amerika 124,81 138,63 156,56 175,34 Evropa 83,24 89,04 93,58 99,69 Azija 39,14 42,52 46,84

UKUPNO ne-OECD 196,65 267,55 349,73 435,51 Evropa i Evroazija 51,17 59,61 72,48 83,34 Azija 87,67 133,14 182,31 235,89 Srednji istok 20,68 26,37 32,92 39,77 Afrika 14,03 18,67 23,53 28,27 Centralna i Južna Amerika

23,11 29,75 35,51 48,21

UKUPNO SVIJET 443,84 537,73 646,72 761,29

Postoje primarni, transformirani i tzv. korisni oblici energije. Primarni oblici energije se nalaze u prirodi ili se u njoj pojavljuju. Samo neki od njih se mogu upotrijebiti u prirodnom obliku, ali se većina mora transformirati u pogodniji oblik, bilo zbog toga što se u primarnom obliku ne mogu uopće koristiti bilo da je u transformiranom obliku korištenje pogodnije i ekonomičnije ili pak da transport energije u primarnom obliku nije uopće moguć. Potrošači, zavisno od namjene, trebaju određeni oblik energije, takozvane korisne oblike, kao što su: toplotna, mehanička, električna, svjetlosna i hemijska. Kada se razmatraju korisni oblici energije, onda se s pravom može tvrditi daje u savremenom svijetu električna energija najpogodniji oblik za korištenje kod različitih krajnjih korisnika, bilo da se radi o industriji ili pak širokoj potrošnji. Pogodnost električne energije zasniva se na sljedećim činjenicama: moguć transport na velike razdaljine do krajnjih potrošača; razvijena infrastruktura za prijenos električne energije na nacionalnom i međunarodnom nivou; zahvaljujući prethodnim činjenicama dobro je razvijena međunarodna trgovina električnom energijom: jako je razvijena i razgranata infrastruktura za distribuciju električne energije krajnjim korisnicima; danas, pogon industrijskih aparata, mašina i postrojenja, kao i različitih aparata široke potrošnje nije moguće uopće zamisliti bez upotrebe električne energije itd. Praktično, može se tvrditi da se život savremenog urbanog čovjeka ne bi mogao ni zamisliti bez korištenja električne energije. Naime, svjedoci smo velikih poremećaja (haosa) životnih tokova u svjetskim megapolisima (New York, London, Pariš, Milano, Istanbul, Beč itd.), kada dođe do prekida u isporukama električne energije.

Diplomski rad�


Gotovo iz svih primarnih oblika energije na Zemlji i u njoj proizvodi se električnaenergija, odnosno primarni oblici energije u energetskim postrojenjima transformiraju se u električnu energiju, čiji princip rada, izgled i nivo kapitalnih investiranja primarno zavisi od primarnog resursa. U periodu 2003-2030. godine predviđa se na svjetskom nivou udvostručenje potražnje za električnom energijom. Naime, u 2003. godini korišteno je 14.781 milijarda kWh, a u 2030. godini predviđa se potražnja za 30.116 milijardi kWh električne energije, slika 7. Najveći porast potražnje za električnom energijom u prosjeku od 3,9% na godinu je projiciran za ne-OECD zemlje, dok je taj porast za OECD zemlje prosječno 1,5%na godinu u periodu 2003-2030. godine, slik 8. Snažan ekonomski rast u mnogim ne-OECD zemljama rezultirat će većom potražnjom za električnom energijom, kako bi se zadovoljile njihove nove industrijske, infrastrukturne, komercijalne i kućne potrebe (klimatizacija, grijanje prostora i vode, kuhanje i ostala sredstva za čiji je pogon potrebna električna energija). S druge strane, u ne-OECD zemljama veći je porast broja stanovnika u odnosu na OECD zemlje. Manji porast potražnje električne energije u periodu 2003-2030. godine u OECD objašnjava se činjenicom da one imaju već razvijenu industriju, infrastrukturu i blažiporast stanovnika.

Slika 7. Dosadašnje i potencijalno korištenje električne energije na svjetskom nivou za period 2003—2030. godine

Primarni oblici energije dijele se na dvije važne skupine: konvencionalne i

nekonvencionalne. Konvencionalni oblici energije su: drvo, fosilna goriva (ugljen, sirova nafta, prirodni ili zemni plin), potencijalna energija rijeka, nuklearna energija fisije i vrućiizvori. U ovom diploskom radu analiza je usmjerena na prirodna fosilna goriva i takozvana vještačka goriva, dobijena preradom prirodnih fosilnih goriva. Nekonvencionalni oblici energije su: kinetička energija vjetra, potencijalna energija plime i oseke mora i okeana; toplotna energija iz unutrašnjosti Zemlje - koja ne dopire do njene površine; energija Sunca - njeno neposredno korištenje; unutarnja energija mora i okeana - korištenje razlike temperatura vode na površini i velikim dubinama, energija fuzije lahkih atoma. Pored podjele primarnih oblika energije na konvencionalne i nekonvencionalne, oni se dijele u dvije također važne skupine: prirodno obnovljive i neobnovljive resurse. U tabeli 2. data je procjena energetskih resursa na Zemlji. Prirodno obnovljivi izvori energije su: zračenje Sunca (ovdje se misli na sunčevu energiju u užem smislu, jer su gotovo svi oblici energije na Zemlji u krajnjoj liniji posljedica sunčevih aktivnosti); energija vodotokova, energija vjetra; energija mora i okeana (plima/oseka) i unutarnja energija mora i okeana. Neobnovljivi izvori energije su: fosilna goriva (ugljen, nafta, plin), nuklearna goriva, lahki atomi potrebni za fuziju, unutarnja energija u Zemlji koja se pojavljuje na površini u obliku toplih izvora vode i vulkana.

Diplomski rad�


Između obnovljivih i neobnovljivih primarnih oblika energije postoje bitne razlike u konstantnosti, mogućnosti uskladištenja i transporta, zatim u nivou investicija za izgradnju energetskih postrojenja u kojima se ona transformira u takozvane korisne, to jest pogodne oblike, i konačno, u potrebnim troškovima za pogon i održavanje takvih postrojenja. Tabela 2. Procjenjeni energetski potencijali (resursi) zemlje

Potencijalne mogućnosti obnovljivih primarnih oblika energije mijenjaju se s vremenom, što znači daje ona funkcija vremena. Naprimjer, te promjene mogu biti: vrlo brze - što je slučaj s vjetrom (brzina vjetra može se promijeniti u samo nekoliko minuta, a s druge strane, snaga vjetra je proporcionalna trećem stepenu njegove brzine); brze - stoje slučaj s plimom i osekom mora i okeana (snaga proporcionalna koti morske razine, a minimalna i maksimalna kota se postižu u toku 12 sati) i zračenje Sunca (intenzitet zračenja zavisi od dijela dana, vremenskih prilika, zagađenja zraka troatomnim plinovima i čvrstim česticama); polagane - kao kod vodotokova (snaga vodotoka proporcionalna protoku vode, a može se smatrati da je u toku jednog dana približno stalna); vrlo lagane - kao što je unutarnja energija mora i okeana, koja uglavnom zavisi od godišnjih doba.

3.2. Čvrsta goriva

U primarna čvrsta goriva ubrajaju se: drvo, treset, sve vrste ugljena (lignit, mrki, kameni, poluantracit i antracit), bitumenski pijesak i uljni škriljci. Čvrsta goriva se prerađuju, kao i druga dva fosilna goriva, pa se onda govori o vještačkim ili sekundarnim gorivima, kao što sa npr. drveni ugljen, koks, polukoks, razni briketi itd. Drvo se sastoji od visokomolekularnih jedinjenja: celuloze oko 49%, semiceluloze oko 25% i lignina od 20 do 28%. Elementarna analiza suhe mase drveta je prema Mendeljejevu6: Cs=50,6%, Hs=6,2%, Os=41,9%, Ns+As=l,3%. U svježem, odnosno sirovom drvetu ima 50 do 60% vlage. U razvijenim zemljama drvo je industrijska sirovina i ne koristi se uopće kao gorivo.

NEOBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE Fusija 100.000 * 1012 MWhFisija 574 * 1012 MWhFosilna goriva 55 * 1012 MWhGeotermalna energija 0,134 * 1012 MWh

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE Dozračena energija Sunca na površinu Zemlje 580 * 1012 MWh

Energija morskih struja 70 * 1012 MWhEnergija vjetra 1,7 * 1012 MWhEnergija vodotokova 0,018 * 1012 MWh

Diplomski rad�


Treset se nalazi u močvarnom zemljištu. Debljina sloja treseta može dostići do 20 m. Starost tresetišta kreće se od nekoliko stotina do nekoliko desetina hiljada godina. Sadržaj sagorivih sastojaka u tresetu kreće se od 10 do 20%, a ostatak je voda. Treset osušen na zraku sadrži od 25 do 30% vlage. Značaj treseta kao industrijskog goriva nije veliki, s obzirom daje njegova toplotna moć u rasponu od 6,3 do 8,5 MJ/kg. Ugljeni su najznačajnija primarna čvrsta goriva, koja se već duži vremenski period koriste, a tako će biti i u budućnosti s obzirom na značajne rezerve. Sastavljeni su od složenih hemijskih jedinjenja i mineralnih primjesa. Organska supstancija ugljena sastoji se od složenih makromolekula. Najpostojaniji i slabo reaktivni dio ovih makromolekula su prostorni polimeri u vidu razgranatih mreža ugljenika. Struktura organske supstancije ugljena je vezana za genezu i metamorfozu supstancija od kojih su nastali. Teorija o nastanku ugljena (slično teoriji za naftu i plin) govori o tome da su nastali u veoma dugom vremenskom periodu transformacijom organskih supstancija iz viših biljaka, algi, gljiva, planktona i mikroorganizama. Prema pramateriji od koje su nastali ugljeni se dijele na humusne i sapropelne. Humusni ugljeni su nastali transfonnacijom viših biljaka (drveće, paprat), a sapropelni pretežno od planktona i mikroorganizama životinjskog porijekla. U toku procesa transformacije organskih supstancija iz biljaka razlikuju se dva sukcesivna stadija: biohemijski stadij i stadij karbonizacije. U prvom, biohemijskom stadiju, preovlađuje djelovanje mikroorganizama na proces raspadanja organske supstancije biljaka bez prisustva kiseonika. U tom stadiju su nastali debeli slojevi humusa i treseta. Humus je produkt raspadanja viših biljaka. Zbog postepenog smanjenja pH-vrijednosti usljed stvaranja humusnih kiselina u humusnom sloju došlo je do završetka biohemijskog stadija. Nakon toga slijedi stadij karbonizacije, to jest nastavak procesa povećanja koncetracije ugljenika, u kojem se nastavlja transformacija organske. supstancije pod visokim pritiscima i temperaturama. Nivo procesa karbonizacije praktično određuje vrstu ugljena. Tabela 3. Sadržaj komponenti u gorivu

Sadržaj ugljenika

Isparive komp.

Vlažnost na 200C

Higroskopska vlažnost

Mineralne supstance GORIVO

% MASENIH UDJELA Drvo 40-50 85-95 50-60 7 1-1,5 Treset 40-60 75 50-60 10 8-10 Mrki ugalj 50-75 40-50 50-30 6-10 7-30 Kameni ugalj 75-90 17-37 5-14 1-5 6-45 Antracit 58-93 3-8 5-9 2-3 8-28 Škriljci - 90 5-25 - 40-60 Tečna 50-91 - 1 - 0,2-1 plinska 7-50 - 0 0 0

Diplomski rad�


3.3. Tečna goriva

Dobro poznata činjenica jeste da se sirova nafta nikad ne koristi direktno kao gorivo ili sirovina u hemijskoj i drugim industrijama, već se prethodno podvrgava preradi. Preradom se dobivaju derivati, to jest razni proizvodi, koji se najvećim procentom (čak do 85%) koriste kao goriva, zatim kao osnovne sirovine za proizvodnju maziva i u hemijskoj industriji, te kao pomoćni materijali u raznim industrijskim granama. Preradom nafte ne odvajaju se i ne dobivaju pojedini ugljikovodici, osim u specijalnim slučajevima, već se odvajaju mješavine srodnih ugljikovodika sa sličnim fizičkim osobinama. Dobijene frakcije moraju osim primarne funkcije (gorivo, mazivo itd.) zadovoljiti i određene uvjete s obzirom na dijelove mašina i postrojenja s kojima dolaze u dodir i s obzirom na okolicu. Tehnologija prerade nafte toliko je razvijena da se dobija veliki broj različitih proizvoda - derivata, koji se mogu svesti na nekoliko osnovnih grupa: rafinerijski i ukapljeni plinovi, motorni i avionski benzini, petrolej, goriva za mlazne motore, dizelska goriva i lož-ulja (mazuti). Benzin je mješavina oko 150 tečnih ugljikovodika s brojem ugljenikovih atoma u molekuli od 5 do 12. Destilira se na temperaturi između 50 i 240°C, što zavisi od njegove namjene. Dobija se miješanjem različitih komponenti proizvedenih u rafineriji, ali mu se također dodaju i razni aditivi da bi se dobio proizvod traženih osobina. Naprimjer: radi poboljšanja osobina benzina dobijenog direktnom frakcionom destilacijom iz sirove nafte, posebno radi povećanja oktanskog broja, dodaju mu se frakcije dobijene katalitičkim reformingom, termičkim krekingom, alkilacijom parafina i izomerizacijom; radi sprečavanja smrzavanja u rasplinjaču motora benzinu se dodaje izopropil-alkohol. Najvažnije karakteristike motornog benzina, koje značajno utječu na rad Otto-motora, jesu oktanski broj i procenat isparljivosti na određenoj temperaturi, to jest temperaturni interval ključanja. Kerozin je mješavina tečnih ugljikovodika, koja se koristi kao gorivo avionskih mlaznih motora, za osvjetljenje, grijanje i pogon traktora. Vrlo grubo, prema osnovnim karakteristikama, može se uporediti sa: C12H20 i C13H28. Kerozin ima temperaturu ključanja (ili destilacije) između 150 i 250 C, gustinu 0,8 g/cm i donju toplotnu moć oko 43,4MJ/kg. Kerozin prilikom sagorijevanja, zbog male isparljivosti, mora biti raspršen u fine kapljice, zbog čega avionski kerozin mora imati odgovarajući viskozitet. Sadržaj aromata u kerozinu je ograničen zbog njihove sklonosti ka čađenju i stvaranju depozita na zidovima komore za sagorijevanje i lopaticama turbine. Niske temperature zraka u atmosferi na većim visinama ograničavaju maksimalnu temperaturu mržnjenja. Plinsko ulje (vrlo lahko i lahko dizelsko gorivo) frakcija je nafte s tempera-turom ključanja (ili destilacije) između 180 i 360 C, gustinom 0,84 g/cm" i s donjom toplotnom moći oko 42,5 MJ/kg. Vrlo lahko dizelsko gorivo koristi se kao gorivo brzohodnih Diesel-motora s niskim temperaturama u okolici, dok se lahko dizelsko gorivo koristi kada temperature u okolici nisu niske. Srednje i teško dizelsko gorivo obuhvata teže frakcije nafte nego plinsko ulje, odnosno vrlo lahko i lahko dizelsko gorivo. Koristi se u velikim Diesel-motorima, koji pokreću brodove i stacionarna postrojenja za proizvodnju električne energije. Ima gustinu 0,87 g/cm3 i donju toplotnu moć oko 41,9 MJ/kg. Dizelska goriva svih vrsta (vrlo lahko, lahko, srednje i teško dizelsko gorivo) najvažniji su proizvodi, pored benzina, u preradi nafte. Njihove najvažnije karakteristike su cetanski broj i procenat isparljivosti na određenoj temperaturi.

Diplomski rad�


Neenergetska ulja nastaju iz dizelskog goriva, naravno pri višim temperaturama, destiliraju se ulja za ležajeve, specijalna i motorna ulja. Ulja za ležajeve služe za podmazivanje ležajeva i ostalih ploha da bi se smanjilo trenje, ali tamo gdje se znatnije ne povisuje temperatura u odnosu na okolicu. Specijalna ulja posebno su oplemenjena, kao što je transformatorsko ulje, te ulja za ležajeve u kojima ono cirkulira. Motorna ulja su oplemenjeni rafinirani proizvodi za podmazivanje klipnih motora s unutarnjim sagorijevanjem. Ona se upotrebljavaju pri visokim temperaturama, tako da se potrebna svojstva postižu dodavanjem aditiva.

Mazut ili lož-ulje koristi se kao gorivo u industrijskim pećima i parnim kotlovima. Sastoji od teških frakcija nafte i sadrži veliki procenat ostatka od destilacije. Ima gustinu oko 0,95 g/cm3 i donju toplotnu moć oko 40 MJ/kg. Sve vrste mazuta su treći proizvod po važnosti, iza benzina i dizelskog goriva, u procesu prerade sirove nafte. Osobine i hemijski sastav mazuta zavise.od sastava sirove nafte i tehnološkog procesa prerade. Najveći dio smole koja se nalazi u nafti prelazi u mazut. Sadržaj vodonika u mazutu je niži od njegovog sadržaja u sirovoj nafti, dok je slučaj sa ugljenikom obrnut. Mazut ima 25 do 50% veći sadržaj sumpora u odnosu na naftu iz koje je dobijen, jer prilikom destilacije nafte jedinjenja sumpora ostaju u ostatku. Gustina i viskozitet mazuta znatno su viši nego kod sirove nafte. Raspršivanje mazuta, pri pripremi za sagorijevanje, zahtijeva smanjenje kinematskog viskoziteta ispod 2,8°E = 20,4 - 10-6 m2/s, što se postiže predgrijavanjem. Temperatura predgrijavanja mazuta ne smije premašiti 140 C, kako ne bi došlo do hemijskih promjena (krekiranja). Čvrsti produkti prerade nafte su parafin, bitumen i petrolkoks. Parafin je rafinirani čvrsti produkt dobijen iz ulja za ležajeve. Topi se na temperaturi oko 50°C, a služi za proizvodnju šibica, svijeća, voštanog parafina, te za izolaciju od vlage i za konzerviranje. Bitumen je vrlo gusti ili čvrsti ostatak prerade nafte, koji se upotrebljava u građevinarstvu i industriji, naprimjer u cestogradnji, za izolaciju od vlage, razne premaze itd. Petrolkoks je čvrsti produkt dobijen posebnim postupkom iz ostatka prerade nafte. Služi za izradu elektroda za lučne peći i elektrolizu aluminija, za četkice električnih strojeva.

3.4. Plinska goriva

Plinska goriva imaju stanovite prednosti u odnosu na čvrsta i tečna goriva pri upotrebi n industriji i širokoj potrošnji. Lahka regulacija, relativno jednostavan transport i distribucija znatne su prednosti plinova kao energetskog goriva u stabilnim postrojenjima i uređajima. Zatim, ona prilikom sagorijevanja ne stvaraju dim i pepeo, što osigurava veliku čistoću uprostoru za sagorijevanje. S druge strane, zagađivanje okolice svedeno je na najmanju moguću mjeru, što se ogleda u sljedećem:

iz plinova je relativno lahko ukloniti nečistoće i sumporna jedinjenja, najčešće je to sumporvodonik (H2S), pa stoga produkti sagorijevanja ne sadrže okside SO2 i SO3 - veoma opasne polutanate u atmosferi; pri organizaciji procesa sagorijevanja veoma je lahko mijenjati odnos plin/zrak i način njihovog miješanja prije sagorijevanja, te je na taj način moguće regulirati temperaturu sagorijevanja koja je veoma važna, odnosno najutjecajnija za stvaranje dušikovih oksida pri sagorijevanju -također, veoma opasnih polutanata u atmosferi; manja je emisija CO2 u odnosu na druga fosilna goriva, što je jako važno, jer CO2 pripada grupi takozvanih stakleničkih plinova.

Diplomski rad�


Zbog svega navedenog, plinska goriva u energetici i domaćinstvima smatraju se idealnim gorivima, tj. energentima, poredeći ih s druga dva - tečnim i čvrstim. Prednost plinskih u odnosu na čvrsta i tečna goriva ogleda se i u tome da im je transport ekonomičniji. Naime, velike su mogućnosti ekonomičnog transporta plinovodima na velika rastojanja od mjesta dobijanja (naftne i plinske bušotine) do krajnjih potrošača, s obzirom da na mjestu dobijanja prirodnog plina najčešće vladaju veoma veliki pritisci (čak do 360 bara ) - tako da ga je moguće zbog toga transportirati na velike udaljenosti bez upotrebe dodatne energije, na čemu se i temelji ekonomičnost njegovog transporta. Dobar primjer, naravno ne jedini, za to je transport plinovodom zemnog ili prirodnog plina iz zapadnog Sibira, iz jednog od najvećih nalazišta plina i nafte u svijetu, prema bivšim sovjetskim republikama (Bjelorusija, Ukrajina, Gruzija itd.), Balkanu i Evropi, zatim iz Holandije u susjedne zemlje itd. Osnovne karakteristike plinova koji se koriste kao energetska goriva određene su: gornjom i donjom toplotnom moći, omjerom gustina, "VVobbeovim brojem i ; brzinom sagorijevanja. Općenito, ogrjevna moć goriva jest ona količina toplote koja se pojavljuje oslobađanjem hemijske energije pri procesu potpune oksidacije molekula goriva, uz uvjet da se produkti dovedu na temperaturu goriva i zraka prije sagorijevanja. U produktima sagorijevanja voda može biti u parnom i tečnom stanju. Ako je voda u produktima sagorijevanja u tečnom stanju govorimo o gornjoj toplotnoj moći, a ako je voda u parnom stanju govorimo o donjoj toplotnoj moći goriva. Praktično, ove dvije toplotne moći razlikuju se za entalpiju isparavanja vode pri temperaturi za koju se određuje toplotna moć.

Omjer gustina je definiran kao omjer gustine plina i gustine zraka na istom pritisku i temperaturi, obično na pritisku 1 bar i temperaturi 15 °C - to jest stanje okolice. Wobbeov broj je definiran kao omjer između gornje toplotne moći i drugog korijena iz omjera gustina. Njime je karakterizirano toplotno opterećenje peći i gorionika.Gorionik mora da tačno u određenom omjeru omogući miješanje plina i zraka, što se provodi regulacijom prolaznih otvora u dovodnim vodovima zraka i plina. Pri konstantnoj površini otvora količina plina proporcionalna je drugom korijenu iz pritiska, a obrnuto proporcionalna drugom korijenu iz gustine plina. Uz održavanje konstantnog pritiska količina plina koja struji kroz gorionik zavisi samo od njegove gustine. Održavanjem Wobbeovog broja konstantnim osigurava se jednoličnost toplotnog toka iz gorionika, jer je toplotni tok proporcionalan proizvodu toplotne moći i protoka plina. Stoga, dopuštene su uske granice odstupanja Wobbeovog broja u jednom opskrbnom području, jer se na taj način osigurava potrošačima plin s približno konstantnim gorivim karakteristikama.

Diplomski rad�


4. REZERVE I POTROŠNJA FOSILNIH GORIVA 4.1. Nalazišta, rezerve i proizvodnja ugljena u svijetu

Dva velika pojasa nalazišta ugljena opasuju Zemlju. Prvi je na sjevernoj zemljinoj polulopti i polazi iz srednjeg dijela sjevernoameričkog kontinenta, preko srednjeg dijela Evrope i bivšeg SSSR-a do Kine. Ova nalazišta pripadaju geološkoj formaciji karbona i perma; postigla su različit stepen karbonizacije u zavisnosti od geotermičkih utjecaja - od mrkog ugljena do antracita. Kameni ugljen u ovom području nalazi se i u mlađim geološkim formacijama (jura, kreda, pa i tercijar). Proces karbonizacije ubrzan je tektonskim poremećajima i vulkanskim aktivnostima . Drugi pojas je na južnoj zemljinoj polulopti i polazi od južnog Brazila preko južneAfrike do Indije i istočne Australije. Ovaj ugljen je nastao u karbonu i permu na nekadašnjem kontinentu Godvana, koji se raspao u kasnijim geološkim razdobljima. Visok stepen karbonizacije ovih ugljena posljedica su djelovanja toplotne energije vulkanskih aktivnosti. Pod pojmom rezervi neke iskoristive materije, a u ovom slučaju radi se o ugljenu, podrazumijeva se njena dovoljna koncentracija nastala djelovanjem geoloških i fizikalno-hemijskih faktora. S druge strane, da bismo neku rezervu materije smatrali rezervom, odlučujuća je mogućnost njene ekonomične eksploatacije na dostignutom tehnološkom razvoju, koja je definirana: količinom, koncentracijom (udio materije u jedinici materijala koji treba preraditi), dubinom nalazišta, debljinom sloja, proizvodnim troškovima, udaljenosti nalazišta od potrošača itd. Rezerve ugljena određuju se na osnovu geoloških istraživanja i tokom same eksploatacije. U svakom slučaju, radi se o procjenama, jer se tačno stanje može samo utvrditi kada se izvadi i posljednja tona ugljena. Procijenjene rezerve, kako god ih zvali, podložne su promjenama jer zavise od opsega istražnih radova.

U literaturi i izvještajima vladinih i nevladinih agencija za prirodne resurse, u, ovom slučaju za ugljen, moguće je primijetiti da se rezerve ugljena dijele na: sigurne, vjerovatne i moguće. U sigurne rezerve ugljena ubrajaju se količine utvrđene preciznim istražnim radovima, naprimjer gustom mrežom bušotina. Vjerovatne rezerve su određene metodom ekstrapolacije na osnovu utvrđenih sigurnih rezervi, a moguće rezerve na osnovu općih geoloških istražnih radova. Ako se poveća opseg istražnih radova, moguće rezerve postaju vjerovatne, a vjerovatne sigurne, ali je moguće i obrnuto da tokom nastavka istraživanja vjerovatne rezerve postanu moguće. U statistikama vladinih i nevladinih agencija za sve prirodne resurse, u ovom slučaju ugljena, moguće je, također, primijetiti da se rezerve dijele na: iskoristive, poznate, dodatne i ukupne. Iskoristive rezerve ugljena su one količine koje se mogu eksploatirati sa postojećomtehnologijom na ekonomičan način. Poznate rezerve ugljena su one količine za koje se možesa sigurnošću pretpostaviti da su u nalazištima, a u kojima je opsežnim istražnim radovima određen njihov kvalitet i kvantitet. Iz prethodnih definicija proizlazi da poznate rezerve obuhvataju iskoristive. Dodatne rezerve definiraju se kao razlika ukupnih i poznatih rezervi. One se procjenjuju na osnovu općeg poznavanja geoloških uvjeta, istražnih radova manjeg opsega i sličnosti geoloških prilika s onim u poznatim nalazištima. Naime, dodatnim rezervama se procjenjuju resursi na područjima koja nisu još dovoljno istražena. Ukupno poznate rezerve ugljena u svijetu su procijenjene na oko 908 milijardi tona (ili 1.001 billion US short tons) u 2003. godini, što će biti dovoljno za sljedećih 180 godina ako se potrošnja bude održala na nivou 2003. godine. Međutim, predviđa se stalni rast potrošnje ugljena u svijetu. Tako je potrošnja ugljena u svijetu u 2003. godini bila 4,9 milijardi tona (ili

Diplomski rad�


5,4 billion US short tons), dok se potrošnja u 2030. godini predviđa od oko 9,6 milijardi tona (ili 10,6 billion US short tons). Ako se ostvare prognoze iz literature o gotovo dvostrukoj potrošnji ugljena u 2030. godini, onda je sasvim jasno da će rezerve ugljena u svijetu kraće trajati od navedenih 180 godina. S druge strane, ako se uzme u obzir i činjenica da su poznate svjetske rezerve ugljena opadale od 1.065,05 milijardi tona (1.174 billion7 US short tons) u 1990. godini na 982,5 milijardi tona (1.083 billion US short tons) u 2000. godini i sada su se zadržale na 908 milijardi tona (ili 1.001 billion US short tons) u 2003. godini, proizlazi da će opadanje rezervi (ne naglo) i stalno povećanje potrošnje dovesti do još kraćeg trajanja rezervi ugljena u svijetu. Iako su naslage ugljena rasprostranjene u više od 80 zemalja svijeta, ipak je 67% od ukupnih svjetskih poznatih rezervi locirano u samo četiri zemlje: 27% u SAD-u, 17% u Rusiji, 13% u Kini i 10% u Indiji. U ove četiri zemlje zajedno u 2003. godini proizvedeno je 63% od ukupne svjetske proizvodnje ugljena. U strukturi svjetskih poznatih rezervi ugljena antracit i kameni ugljen imaju učešće od 53%, mrki 30% i lignit 17%. U tabeli 4 dat je pregled poznatih rezervi ugljena, svih vrsta, za regione i zemlje sa značajnim rezervama. Tabela 4. Poznate rezerve ugljena u svijetu

Antracit i kameni mrki lignit ukupno

REGION/ZEMLJA u milijardama tona

SAD 113,762 99,156 32,658 245,574 Kanada 3,447 0,907 2,268 6,622 Rusija 49,079 97,433 10,433 156,945 Kina 62,234 33,657 18,597 97,488 Indija 90,084 - 2,359 92,443 Australija i Novi Zeland 38,646 2,449 38,011 79,106 Afrika 50,168 0,182 0,045 50,395 Brazil - 10,069 - 10,069 OECD Evropa 17,690 4,536 17,055 39,281 Ostali ne-OECD Evropa i Evroazija 45,450 16,964 28,395 90,809

Ostali ne-OECD Azija 1,270 1,814 7,348 10,432 Ostali centralna i JužnaAmerika 7,711 1,996 0,091 9,798

Ostali 1,633 0,363 0,091 2,087 UKUPNO SVIJET 481,175 269,436 157,307 907,918

Diplomski rad�


4.1.1. Nalazišta, rezerve i proizvodnja ugljena u BiH

Prva istraživanja nalazišta i procjenu potencijalnih rezervi ugljena je izvršio austrijski geolog F. Katzer u periodu 1900-1914. godine, kada je procijenio rezerve ugljena u BiH na oko 5 milijardi tona. Druga procjena potencijalnih rezervi ugljena od 5,264 milijardi tona data je 1970. godine u dokumentu "Projekcija dugoročnog razvoja energetike SRBiH". Istraživanja su pokazala da su rezerve kamenog ugljena beznačajne, dok su rezerve mrkog ugljena i lignita znatne. Pregled bilansnih i potencijalnih rezervi ugljena u BiH dat je u tabeli 5. Današnje procjene ukupnih rezervi ugljena ne pokazuju znatniju promjenu u odnosu na prve procjene austrijskog geologa F. Katzera, mada je stepen istraženosti i tehnologije istraživanja danas neuporedivo veći. Tabela 5. Poznate rezerve ugljena u svijetu

Kameni ugljen Potencijalne rezerve kamenog ugljena kategorije D u srednjem i istočnom dijelu planine Majevice su oko 30 miliona tona. Od 1921. do 1941. godine na tom lokalitetu eksploatisano je 5000 do 80.000 tona godišnje. Znatne rezerve visokokvalitetnog ugljena (kvalitet približan kamenom ugljenu) mogu se očekivati u većim dubinama Srednjobosanskog bazena, odnosno na području općine Zenica (Raspotočje, i Modrinje). Mrki ugljen Značajne rezerve mrkog ugljena nalaze se u više bazena, u kojima se danas nalaze i aktivni rudnici. Najveće rezerve mrkog ugljena nalaze se u Srednjo-bosanskom bazenu (Kakanj, Breza, Zenica i Bila), Banovićima (Banovići i Đurđevik), Ugljeviku i Kamengradu. Potencijalne rezerve mrkog ugljena kategorije D, E i F nalaze se u Srednjobosanskom bazenu, Kamengradu i Ugljeviku. Pregled svih kategorija rezervi mrkog ugljena na dan 31. 12. 2005. godine dat je u tabeli 6, a na slici 8 grafički prikaz bilansnih rezervi mrkog ugljena po rudnicima .

BILANSE, miliona tona POTENCIJALNE, miliona tona UGLJEN

A1+B2 C3 A+B+C D3 E5+F6 UKUPNO Kameni - - - 30 - 30 mrki 586 542 1.128 485 294 1.907 Lignit 1.375 743 2.118 694 767 3.579 UKUPNO 1.961 1.285 3.246 1.209 1.061 5.486

A1 - Dokazane; B2 – Istražene; C3 – nedovoljno istražene D4 – perspektivne; E5 – prognoze F6 - pretpostavljene

Diplomski rad�


Tabela 6 Rezerve mrkog ugljena u BiH

Slika 8. Bilansne rezerve mrkog ugljena

KATEGORIJE REZERVI, miliona tona RUDNIK

bilansne A+B+C

vanbilansne A+B+C

potencijalne D+E+F

eksploatacione A+B+C

geološke

Banovići 230 7 9 196 247 Đurdevik 65 4 - 52 69 Kamengrad 184 18 142 104 344 Kakanj 151 - 173 125 298 Mostar 70 35 67 0,5 171 Breza 44 10 434 20 486 Tušnica-Livno 16 - 2 11 18 UgljevikKS 247 - 58 247 305 Zenica-Bila 165 12 281 135 445 Ostali 21 - 26 - 47

UKUPNO 1.193 86 1.192 890 2.430

Diplomski rad�


Lignit Najznačajnije rezerve ugljena u BiH vezane su za lignit. U Kreki ima preko 56% od ukupnih bilansnih rezervi lignita, odnosno 62% od ukupnih geoloških rezervi. Značajne količine kvalitenog lignita nalaze se u Gacku, Stanarima, Livnu i Duvnu. Najslabije su istraženi bazeni Livna i Duvna u kojima se nalaze znatne rezerve lignita kategorije E i F. Tabela 7. Rezerve ugljena u BiH

Slika 9. Bilansne rezerve lignita Ostvarena proizvodnja ugljena Ostvarena proizvodnja ugljena u BiH za 1989. i 2003. godinu data je u tabeli 8 . Iz tabele se vidi da je proizvodnja ugljena u 2003. godini bila samo 48,4% u odnosu na referentnu (predratnu) 1989. godinu (površinska sa 53,9% i podzemna sa 35,7%). Smanjenje proizvodnje ugljena u 2003. godini u odnosu na referentnu 1989. godinu jeste posljedica ratnih devastiranja kapaciteta u termoelektranama (najvećim potrošačima ugljena) i rudnicima

KATEGORIJE REZERVI, miliona tona RUDNIK

bilansne A+B+C

vanbilansne A+B+C

potencijalne D+E+F

eksploatacione A+B+C

geološke

Kreka 1.029 638 994 613 2.661 G. Vakuf 154 287 1.157 15 1.310 Livno 166 6 317 122 489 Duvno 206 - 58 - 264 Gacko1RS 304 — 280 285 589 Stanari1RS 145 - 15 135 160 Ostali 39 - - - 39

UKUPNO 2.043 931 2.821 1.170 5.512

Diplomski rad�


tokom agresije na BiH u periodu 1992-1995. godine, naglog smanjenja potrošnje električneenergije u BiH ali i okruženju (kako zbog naglog pada industrijske proizvodnje tako i zbog velikog raseljavanja stanovništva), tehnološkog zaostajanja u rudarstvu i energetici itd. Tabela 8. Proizvodnja ugljena u BiH za 1989. i 2003. Godinu

PROIZVODNJA u 1989. godini, tona

PROIZVODNJA u 2003. godini, tona RUDNIK

podzemna površinska podzemna površinska

Banovići 295.160 1.868.303 167.996 1.159.600 Breza 538.799 101.606 259.970 48.636 Đurđevik 171.629 1.222.546 91.975 346.376 GackoKS - 1.763.523 - 1.750.000 Gračanica - 599.868 - 139.149 Kakanj 759.469 1.105.968 347.280 555.632 Kamengrad 72.858 100.257 - -Kreka 2.633.365 3.003.643 801.000 1.201.000 MiljevinaRS 61.700 151.260 5.100 34.900 Mostar - 175.727 - -Livno 26.160 93.375 - 31.703 StanariRS - 606.082 - 120.000 UgljevikRS - 1.418.561 - 1.350.000 Bila 112.250 61.412 -Zenica 803.297 282.881 221.148 -

UKUPNO 5.474.688 12.493.600 1.955.881 6.736.996 SVEUKUPNO 17.968.287 8.692.877

Diplomski rad�


4.2. Nalazišta, rezerve i proizvodnja sirove nafte

Nalazišta sirove nafte i prirodnog plina nisu poput ugljena u slojevima, već su to samo slojevi pješčanika više ili manje impregnirani sirovom naftom i/ili prirodnim plinom. Geološke studije pokazuju da se nafta nije stvarala na mjestima gdje se danas nalazi, već je pod djelovanjem vode potiskivana kroz slojeve poroznih stijena - pješčanika, dok nije došla na mjesta "opkoljena" tvrdim nepropusnim stijenama i tu do danas ostala. U tabeli 9 dat je pregled najvećih dokazanih zaliha i proizvođača sirove nafte u svijetu. Američki Ured za geološka mjerenja (U.S. Geological Survev), na temelju studije provedene 2000. godine, zaključuje da nafte ima još najmanje 50% više od dokazanih zaliha - velikim dijelom na Bliskom Istoku. U spomenutoj studiji predviđa se korištenje novih tehnologija na starim poljima i otkrivanje novih. Zašto nema intenzivnije potrage za novim naftnim poljima u zemljama u kojima se očekuje najveće povećanje rezervi, kao što su Irak, Iran i Saudijska Arabija - razlog je za njih jednostavan - nemaju potrebe, za sada, tražiti dodatne količine sirove nafte. Procijenjene rezerve sirove nafte u svijetu su u stalnom porastu, npr. u 2006. godini potvrđene rezerve su oko 1293 milijarde barela i više su za oko 15 milijardi barela (oko 1%) u odnosu na 2005. godinu, prema izvoru Oil&Gas Journal, Vol. 103, No. 47, pp. 24-25, 2005. Najveće povećanje potvrđenih rezervi je bilo u Iranu (5%) sa 125,8 milijardi barela u 2005. godini na 132,5 milijardi barela u 2006. godini, zatim slijede Saudijska Arabija s povećanjem 4,9 milijardi barela (2%), Kuvajt s povećanjem 2,5 milijardi barela (3%), Venecuela s povećanjem 2,5 milijardi barela (3%). U Čadu su otkrivene nove rezerve od 1,5 milijardi barela. Opadanje rezervi zabilježeno je u Meksiku za 1,7 milijardi barela, Norveškoj za 0,8 milijardi barela, SAD-u za 0,5 milijardi barela, Velikoj Britaniji za 0,5 milijardi barela itd.

Diplomski rad�


Mnogo godina kasnije započinje sistematsko istraživanje i takozvana era nafte, jako propulzivne industrije, koja još uvijek traje. Između 1900. i 1972. godine proizvodnja sirove

Tabela 9 Zalihe, proizvodnja i prognoza trajnja zaliha nafteSJEVERNA i JUŽNA AMERIKA

DRŽAVA Dokazane zalihe proscijenjene za 2004.

Godišnja proizvodnja procijenjena za 2002. godinu

Trajanje zaliha s proizv. na nivou 2002.

miliona barela miliona barela godinaKanada 4.5001 174.0002 808 5,5SAD 22.677 2.097 10,8Meksiko 15.674 1.160 13,5Kolumbija 1.842 211 8,7Ekvador 4.630 143 32,4Venecuela 77.800 834 93.3Argentina 2.820 269 10,5Brazil 8.500 546 15,56UKUPNO 133.943 5.260 -EVROPA, AZIJA i AUSTRALIJAV. Britanija 4.665 842 5,5Norveška 10.447 1.149 9.1Danska 1.277 135 9,45Azerbejdžan 7.000 110 63.6Kazahstan 9.000 j 299 30,1Rusija 60.000 2.703 22,2KinaJ 18.250 1.243 14.7Indija 5.371 242 22,2Malezija 3.000 281 10.6Brunej 1.350 69 19.56Indonezija 4.700 407 11,5Australija 3.500 227 15,4UKUPNO 128.560 7.707 -"'Kineska naftna kompanija "Petrochina" maja 2007. godine je objavila pronalazak nafte u Bonhai Bay-u, a zalihe se procjenjuju na 7,3 milijardi barela (za 40% više od sadašnjih). AFRIKA Alžir 11.314 310 36,5Libija 36.000 480 75Egipat 3.700 274 13,5Nigerija 25.000 710 35,2Cad 1.000 - -Kongo 1.506 93 16,2Gabon 2.499 91 27,5A n gol a 5.412 326 16,6UKUPNO 86.431 2.284 -BLISKI ISTOK S. Arabija 261.000 2.500 104,4Irak4 115.000 735 156,5Iran 125.800 1.252 100,5Kuvajt 99.000 584 169,5UAE 97.800 684 143Katar 15.207 235 64.7Sirija 2.500 186 13,5Jemen 4.000 128 31,3Oman 5.506 330 16,9UKUPNO 725.813 6.634 -

Diplomski rad�


nafte uvećala se za više od 100 puta . Proizvodnja nafte od njenog početka, tj. nule u 1850. godini skače na 5,73 miliona barela u 1870. godini; 385 miliona barela u 1913. godini; 1.978 miliona barela u 1938. godini; 3.783 miliona barela u 1950. godini; pa sve do 21.885 miliona barela u 2002. godini .

Slika 10. Zalihe sirove nafte u milijardama Barela procijenjene za 2004. godinu

Do Prvog svjetskog rata osnovna proizvodnja nafte potjecala je iz SAD-a i ruskih izvora na obalama Kaspijskog mora. U Sjevernoj Americi nafta je imala daleko burniju ekspanziju od prosjeka svjetske proizvodnje, što joj je omogućilo da već u 1913. godini proizvede 249 miliona barela ili 64% ukupne svjetske proizvodnje. U periodu 1850-1950. godine, dakle za 100 godina, u svijetu je proizvedeno 65.539 miliona barela nafte. Od tih "ogromnih" količina na Sjevernu Ameriku otpada 41.104 miliona barela (ili 63%) . S obzirom da je današnja godišnja svjetska proizvodnja sirove nafte dosegla 21.885 miliona barela, proizlazi daje nekadašnju stogodišnju proizvodnju, period 1850-1950. godine, mogućeostvariti za samo tri godine. Za nagli razvoj proizvodnje treba svakako "zahvaliti" velikoj potražnji, tehnološkom razvitku kako u proizvodnji i preradi nafte tako i u razvoju mašina, aparata i postrojenja koje ona pokreće. Mnoga kopnena naftna polja u SAD-u su već odavno gotovo presušila, osim Aljaske i Havaja, i ne proizvode niti polovicu sirove nafte koju su proizvodili na vrhuncu proizvodnih kapaciteta 1970. godine. Slična je situacija i na drugim naftnim poljima širom svijeta. Proizvodnja nafte na Aljasci i evropskom Sjevernom moru - prije 20 godina na konjukturnim naftnim poljima - opada. Zatim, politička nestabilnost u Venecueli. Alžiru, Nigeriji i Bliskom Istoku, velikim priozvođačima nafte u svijetu, nije garant stabilne proizvodnje i isporuke sirove nafte za svjetsko tržište. Stoga, velike multinacionalne naftne kompanije, eksploatatori modernog doba , traže nove naftne izvore ne zazirući od visoke cijene - niti radne snage, niti kapitala.

Slika 11 Godišnja proizvodnja sirove nafte u Milijardama barela na nivou 2002. Godine

Diplomski rad�


Rizična ulaganja multinacionalnih naftnih kompanija u nalazišta Meksičkog zaljeva, podsaharske Afrike, zemalja Gvinejskog zaljeva i Rusije pokazala su se za sada opravdanim. Tako, u vodama Meksičkog zaljeva sirova nafta dobija se pomoću plovećih platformi iz veoma velikih dubina. Naime, dubina vode u zaljevu je oko 1.000 m, s tim da se nafta nalazi na oko 3.500 m ispod morskog dna. Dakle, iz Meksičkog zaljeva s dubine od oko 4.500 m crpi se oko 48.000 barela sirove nafte dnevno za američko tržište. Naftna polja zapadnog Sibira, bedema bivše socijalističke sovjetske naftne industrije, početkom 1990-ih godina bila su zapuštena i prepuštena zubu vremena. Međutim, raspad SSSR-a i opća otimačina privrednih i sirovinskih resursa rezultirala su kupovinom zapuštenih naftnih polja Sibira u bescjenje, ali s druge strane, i njihovom revitalizacijom. Konačnirezultat bio je takav da je Rusija 2003. godine pretekla Saudijsku Arabiju i postala najvećisvjetski proizvođač sirove nafte. Danas se u Rusiji proizvodi oko 9 miliona barela nafte na dan, a izvozi se oko 2/3 te produkcije. Izvoz bi bio još veći da nema ograničenja u naftovodnim kapacitetima prema lukama toplih mora. Ipak, predviđanja su takva da će ruska proizvodnja sirove nafte dosegnuti limit za 10 do 15 godina, a nakon toga čelnu poziciju u proizvodnji nafte na svjetskom nivou ponovo će preuzeti Saudijska Arabija. Zajednički pothvat lokalnih vlasti zemalja Gvinejskog zaljeva ili zemalja podsaharske Afrike (Nigerija, Gana, Obala Bjelokosti, Gabon, Angola, Kongo, Čad, Ekvatorijalna Gvineja, DR Kongo, Kamerun i Benin), multinacionalnih kompanija (Petronas, ExxonMobil i Chevron) i Svjetske banke rezultira time da je proizvodnja sirove nafte dosegla 3,8 miliona barela na dan u 2005. godini. Najveći proizvođači medu njima su Nigerija sa 2,4 miliona barela na dan i Angola sa 1,0 miliona barela na dan. Nije naodmet podsjetiti se da se u ovom podsaharskom području nalazi oko 48% afričkih rezervi sirove nafte. Od proizvedene nafte samo mali dio, oko 2% (0,09 miliona barela na dan), ostaje u regionu i Africi, dok se najvećidio izvozi u SAD i Kanadu 38% (1,5 miliona barela na dan), zatim Aziju i Pacifik 35% (1,3 miliona barela na dan), Evropu 20% (0,7 miliona barela na dan) i Latinsku Ameriku 5% (0,2 miliona barela na dan). Najveći pojedinačni uvoznici podsaharske afričke sirove nafte su SAD i Kina. Tri su glavna razloga za veliki interes ove dvije zemlje za podsaharsku sirovu naftu: rastuća svjetska i njihova vlastita potražnja za sirovom naftom, otkrivanje sve većeg broja podzemnih rezervi sirove nafte u ovim zemljama i politička nestabilnost na Bliskom Istoku i Venecueli, koja ima kao posljedicu nesigurnost u isporukma sirove nafte.

4.3. Rezerve i proizvodnja prirodnog plina

Iako je prirodni plin prateća pojava na naftnim bušotinama, ipak za neka naftna polja ne može se reći da su proizvođači prirodnog plina. Najbogatija nalazišta prirodnog plina, sa 10 miliona m plina po 1 km2 površine, nalaze se u SAD-u (Texsas, California, Virginia, Pennsvlvania), Meksiku, Venecueli, Bliskom Istoku (Irak, Iran, Kuvajt, Saudijska Arabija, Ujedinjeni Arapski Emirati, Qatar), Alžiru, Libiji, zemljama bivšeg SSSR-a (Rusija, Kazakhstan, Azerbejdžan, Turkmenistan), u Evropi (Holandija, Velika Britanija, Njemačka, Italija, Norveška itd.). U brojnim zemljama širom svijeta proizvodi se prirodni plin, uvjetno rečeno, u manjim količinama, ali ta proizvodnja ne može čak podmiriti niti vlastite potrebe, naprimjer u Hrvatskoj, Mađarskoj, Rumuniji, Austriji itd. Historijski gledano, svjetske rezerve prirodnog plina, najvećim dijelom, imaju trend rasta. Svjetske potvrđene rezerve prirodnog plina u 2006. godini, prema "World Look at Reserves and Production", Oil&Gas Journal, Vol. 103, No. 47, pp. 24-25, procijenjene su na 173.070 milijardi m (ili 6.112 trillion cubic feet), što je za 1.980 milijardi m3 (ili 70 trillion cubic feet) odnosno 1% više nego procijenjene rezerve za 2005. godinu. Skoro tri četrvrtine (3/4) svjetskih rezervi prirodnog plina locirane su na srednjem Istoku i u Evroaziji. Rusija,

Diplomski rad�


Iran i Qatar zajedno imaju oko 58% svjetskih rezervi prirodnog plina, podaci iz januara 2006. godine. Rezerve u ostatku svijeta prilično su podjednako distribuirane na regionalnoj osnovi. Svjetske neotkrivene rezerve prirodnog plina procjenjuju se na 119.524 milijardi m3 (ili 4.221 trillion cubic feet) . U tabeli 11 dat je pregled rezervi prirodnog plina u dvadeset zemalja, ostatku svijeta i ukupne rezerve u svijetu. Najveće "revizije" potvrđenih rezervi prirodnog plina bile su u Iranu. Iranske rezerve prirodnog plina povećane su za 877,8 milijardi m (ili 31 trillion cubic feet ili 3%) između2005. i 2006. godine, sa 26.617 milijardi m3 (ili 940 trillion cubic feet) na 27.495 milijardi m3 (ili 971 trillion cubic feet). Također, veće rezerve su procijenjene i u Saudijskoj Arabiji s povećanjem za 198 milijardi m3 (ili 7 trillion cubic feet ili 3%). Ostale zemlje sa značajnim povećanjem rezervi uključuju Norvešku sa 311,5 milijardi m3 (ili 11 trillion cubic feet ili 14%), Nigeriju sa 254,8 milijardi m3 (ili 9 trillion cubic feet ili 5%) i Indoneziju sa 198,2 milijardi m3 (ili 7 trillion cubic feet ili 8%). Opadanje rezervi prirodnog plina zabilježeno je u Bangladešu za 169,9 milijardi m3 (ili 6 trillion cubic feet), Argentini za 85 milijardi m3 (ili 3 trillion cubic feet), Taiwanu za 56,6 milijardi m3 (ili 2 trillion cubic feet), Njemačkoj za 28,3 milijardi m3 (ili 1 trillion cubic feet) i Velikoj Britaniji za 28,3 milijardi m3 (ili 1 trillion cubic feet) . Tabela 10 Rezerve prirodnog plina

ZEMLJA REZERVE UDIO U SVJETSKIM REZERVAMA

milijardi m3 milijardi ft3 %1 2 3 4

Rusija 47.572 1.680 27,5Iran 27,495 971 15,9Qatar 25,796 911 14,9Saudijska Arabija 6,824 241 3,9UAE 6,060 214 3,5SAD 5,465 193 3,1Nigerija 5,239 185 3,0Alžir 4,559 161 2,6Venecuela 4,276 151 2,5Irak 3,172 112 1,8Indonezija 2,775 98 1,6Norveška 2,378 84 1.4Malezija 2,124 75 1.2Turkmenistan 2,011 71 1,2Uzbekistan 1,869 66 1,1Kazakhstan 1,841 65 1,1Holandija 1,755 62 1,0Egipat 1,671 59 1,0Kanada 1.614 57 0,9Kuvajt 1,586 56 0,9UKUPNO 156,024 5.510 90,2OSTATAK SVIJETA 17,046 602 9,8UKUPNO SVIJET 173,070 6.112 100

Diplomski rad�


Usprkos velikoj potrošnji prirodnog- plina, posebno u prošloj dekadi 20. stoljeća, odnos rezervi i godišnje proizvodnje i dalje ostaje relativno visok. Naime, na svjetskom nivou odnos rezerve/proizvodnja je procijenjen na oko 66,7 godina, dok je za Centralnu i JužnuAmeriku taj odnos oko 55 godina, za Rusiju oko 81,5 godina, za Afriku 97 godina, dok za zemlje Srednjeg Istoka on premašuje 100 godina .

Početak iskorištavanja i industrijske proizvodnje prirodnog plina smatra se 1821. godina, kada je William A. Hart u državi New York u SAD-u izbušio 27 stopa duboku bušotinu s ciljem povećanja protoka prirodnog plina na površinu zemlje. Do 1950. godine prirodni plin su proizvodile samo SAD, sa gotovo 95% svjetske prizvodnje. Međutim, u drugoj polovici 20. stoljeća naglo je porasla proizvodnja prirodnog plina u Kanadi, Meksiku, Rusiji, Holandiji, Velikoj Britaniji, Sjevernoj Africi, Srednjem i Bliskom Istoku, Venecueli, Peruu, Boliviji itd. U tabeli 11 navedena je ostvarena proizvodnja prirodnog plina u 2003. godini i projekcija proizvodnje do 2030. godine za najznačajnije proizvođačke zemlje i regione u svijetu . Tabela 11 Proizvodnja prirodnog plina za period 2003 – 2030. god

2003. 2010. 2015. 2020. 2025. 2030.REGION/ZEMLJA milijardi ft3 (1 m3 = 35,315 ft3)

OECD Sjeverna Amerika: 27,1 26.4 28,1 29,3 29,0 30.4SAD 19.0 18.6 20,4 21.6 21,4 21,2Kanada 6.5 6,1 5,8 5,5 5,8 6.2Meksiko 1.5 1,7 1-9 2,2 2,6 3.0OECD Evropa 10.7 10.9 11,0 10,7 10,7 10,3OECD Azija: 1,5 2,4 3,2 3,9 4,4 4,8Japan 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1Južna Koreja 0.0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0Australija i Novi Zeland 1,4 2,3 3,1 3,8 4,2 4,6UKUPNO OECD 39,3 39,7 42,3 44,0 44,9 45,4Ne-OECD Evropa i Evroazija: 27,9 33,9 38,2 42,0 45,7 51,1Rusija 21,8 26,8 30,4 33,5 36.6 41,5Ostale zemlje 6,1 7,1 7,8 8,5 9,0 9,6Ne-OECD Azija: 9,7 12,9 16,5 19,9 23,7 27,4Kina 1,2 2,4 3.0 3.5 3,9 4,4Indija 1,0 1.1 1,3 1,6 1,9 2,4Ostale zemlje ne-OECD Azije 7,5 9,3 12,2 14,8 17,8 20,6Srednji Istok 9.1 14,2 17,1 19.8 23,1 26,2Afrika 5,1 8,7 11,4 14,3 16,3 18,5Centralna i Južna Amerika 4,2 6,7 8,4 9,6 11,4 13,0Brazil 0,3 0,6 0,7 0,8 0,9 1,1Ostali - Centralna i Južna Amerika 3,9 6,2 7,7 8,8 10,5 11,9UKUPNO ne-OECD 55,9 76,4 91,7 105,6 120,2 136,2UKUPNO SVIJET 95,2 116,1 134,0 149,6 165,1 181,6

Diplomski rad�


Iako ne-OECD regioni Srednjeg Istoka, Evrope i Evroazije imaju gotovo 75% svjetskih rezervi prirodnog plina, ipak je njihova proizvodnja u 2003. godini na svjetskom nivou imala udio samo 39%. Međutim, navedeni regioni u periodu 2003-2030. godine računaju sa povećanjem proizvodnje za 47%, koja će se većim dijelom izvoziti u zemlje OECD-a. Rusija je već sada najveći svjetski pojedinačni proizvođač i izvoznik prirodnog plina sa netoizvozom 178,4 milijarde m3 (ili 6,3 trillion cubic feet) u 2003. godini. Zasad, sav izvoz se obavlja plinovodima. Također, postoje veliki planovi za izvoz prirodnog plina sa srednjeg Istoka. Međutim, veći dio te povećane proizvodnje plina planira se koristiti na domaćem tržištu, i to najvećim dijelom u elektroenergetskom sektoru. Stoga, nagli zaokret sa nafte na prirodni plin omogućava zemljama Srednjeg Istoka veću zaradu od izvoza nafte. U ostalim ne-OECD regionima također je za očekivati naglo povećanje proizvodnje prirodnog plina. Afrika sa bogatim i premalo razvijenim resursima prirodnog plina ima najbrži rast u njegovoj proizvodnji u svijetu sa rastućom ponudom od 4,9% na godinu u periodu 2003-2030. godine. Značajna proizvodnja, namijenjena za izvoz, bit će ostvarena u Alžiru, Nigeriji, Libiji i Egiptu. Izvoz iz ovih zemalja je plinovodima i u tečnom stanju. Proizvodnja prirodnog plina u zemljama ne-OECD Azije također će rasti u periodu 2003-2030. godine, ali porast proizvodnje neće moći zadovoljiti njihove rastuće potrebe, te će biti potrebno uvesti dodatne količine plina. U Centralnoj i Južnoj Americi proizvodnja prirodnog plina prevazilazi regionalnu potrošnju. Stoga, kao rezultat, Trinidad&Tobago nastavlja izvoz tečnog prirodnog plina izvan regiona. Također, Peru, a moguće i Venecuela, mogu početi vrlo brzo izvoz tečnog prirodnog plina (TPP) izvan regiona u razmatranom periodu. U 2003. godini OECD zemlje proizvodile su 41%, a trošile 52% prirodnog plina na svjetskom nivou. Projekcija za 2030. godinu je takva da će one proizvoditi 25%, a trošiti 40% prirodnog plina, također na svjetskom nivou. OECD zemlje svoju rastuću potrebu za prirodnim plinom zadovoljit će uvozom iz drugih dijelova svijeta, koja će imati rastući trend trgovine u tečnom stanju. TPP se očekuje da postane povećani važan izvor ponude za zadovoljenje svjetske potražnje za prirodnim plinom. Mada je u 2004. godini bilo samo 12 TPP zemalja, njihov broj se stalno povećava. Tako, u 2005. godini Egipat se pridružuje ovim zemljama sa dva odvojena postrojenja - to jest dva terminala za prevođenje prirodnog plina u tečno stanje, Rusija na Sakhalinu gradi terminal za prevođenje prirodnog plina u tečno stanje i očekuje se da počne raditi u 2008. godini. Norveška i Ekvatorijalna Gvineja grade svoja prva postrojenja za prevođenje prirodnog plina u tečno stanje, a u Južnoj Americi prvi terminal za tečni plin u 2006. godini imat će Peru. S druge strane, broj zemalja sa instaliranom infrastrukturom za prihvat tečnogprirodnog plina (tzv. uvozni TPP terminali) stalno se povećava. Prošlo je više od 30 godina otkako je Velika Britanija prva uvezla TPP, ali u 2005. godini ponovo se pridružila nizu TPP uvoznika, sa terminalom na otoku Grain. Kina, Kanada i Meksiko grade svoje prve uvozne TPP terminale, dok Njemačka, Poljska, Hrvatska, Singapur i Čile razmatraju mogućnost njihove gradnje. Tako, naprimjer, Kina ima u izgradnji TPP terminale u Fujianu (Xiuyu LNG) i Guangdongu (Shenzhen LNG), odobrene za gradnju u Zhejian (Ningbao LNG), Shanghai LNG, Jiangsu (Rudong LNG), Shandoung (Ojngdao LNG) i predložene za gradnju , Guangxi (Beihai LNG), Hainan (Haikou LNG), Hebel/Tianjin LNG i Liaoning (Dalian LNG). Naravno, treba naglasiti da ove terminale prati magistralna i distributivna mreža plinovoda na kopnu, koji već postoje ili se planiraju izgraditi.

Diplomski rad�


5. UTICAJ ENERGIJE NA OKOLINU

Proizvodnja, transport i korištenje energije u velikoj mjeri utječu na okoliš i ekosisteme. Kod energije utjecaj na okoliš je gotovo uvijek negativan, od direktnih ekoloških katastrofa poput izlijevanja nafte, kiselih kiša i radioaktivnog zračenja do indirektnih posljedica poput globalnog zatopljenja. Budući da će energetske potrebe čovječanstva nastaviti rasti u idućih nekoliko desetljeća, nužno su neophodne mjere kojima bi se utjecaj eksploatacije energije na okoliš smanjio na najmanju moguću mjeru. Najopasniji izvori energije trenutno su fosilna goriva, tj. ugljen, nafta i prirodni plin, a potencijalnu opasnost predstavlja i iskorišteno radioaktivno gorivo iz nuklearnih elektrana (visoko radioaktivni otpad). Fosilna goriva su opasna zbog toga jer sagorijevanjem ispuštaju velike količine ugljičnog dioksida, a radioaktivni otpad je opasan jer utječe na strukturu organizama na vrlo bazičnom nivou.

Slika 12. Prikaz karbonskog ciklusa Ogroman postotak svjetske energije još uvijek se dobiva iz ekološki neprihvatljivih

izvora energije, pogotovo fosilnih goriva koja su još uvijek dominantan izvor energije. Kako je osnova fosilnih goriva ugljik, normalnim sagorijevanjem tog goriva nastaje ugljični dioksid (CO2) koji je staklenički plin. Taj ugljični dioksid većinom završava u atmosferi i svojim stakleničkim učinkom uzrokuje globalno zatopljenje. Još opasniji je plin koji se oslobađaprilikom nepotpunog sagorijevanja goriva (sagorijevanja bez dovoljne količine kisika), a to je ugljični monoksid (CO). Ugljični monoksid je izuzetno otrovan plin bez boje, okusa ili mirisa, a koncentracija od samo 0.6% izaziva kod ljudi smrt nakon 15 minuta disanja.

Trenutno niti jedno fosilno gorivo nije sasvim pročišćeno, pa se prilikom sagorijevanja otpuštaju još neki štetni plinovi poput sumpornog dioksida ili dušikovih oksida. Ti plinovi kasnije reagiraju s vodenom parom u oblacima i formiraju kapljice koje padaju na zemlju kao slabe sumporne i dušične kiseline - kisele kiše, a te kiše djeluju izrazito štetno na čitave ekosisteme koje zahvaćaju. Kod sagorijevanje nekih izvora energije nastaju i sitne čestice minerala koje kasnije tvore pepeo, ali jedan dio tih čestica diže se u atmosferu nošen vrtlogom dima i te čestice su također vrlo opasne za zdravlje.

Diplomski rad�


5.1. Utjecaj pojedinih izvora energije na okoliš

Postotak upotrebe ekološki prihvatljivih obnovljivih izvora energije još je uvijek na globalnoj skali zanemariv tako da ekološki problemi kao posljedica pretjerane upotrebe fosilnih goriva zaslužuju posebnu pažnju ne samo sa energetskog već svakako i sa ekološkog gledišta. Različiti izvori energije imaju različite utjecaje na okoliš u kojem se ti izvori energije proizvode, transportiraju ili koriste. Površinski ozon nastaje kad na ustajalom zraku i sunčanom vremenu dušikov oksid reagira s hlapljivim organskim spojevima. Dušikov oksid na površini obično nastaje sagorijevanjem fosilnih goriva, a hlapljivi organski spojevi nastaju iz dima od goriva, raznih otapala i sličnog. Površinski ozon je samo jedan u nizu problema koji su povezani s energijom, a opis ostalih učinaka pojedinih izvora energije na okoliš dan je u nastavku:

Fosilna goriva – ova vrsta goriva ima daleko najveći negativni utjecaj na okoliš. Sagorijevanjem fosilnih goriva u atmosferu se ispuštaju ogromne količine ugljika koji se milijunima godina taložio i onda bio prekriven slojevima stijena i zemlje. Taj isti ugljik u atmosferi sad tvori ugljični dioksid koji je staklenički plin i time znatno utječe na temperature na Zemlji.

Bioenergija (biogoriva) – biogoriva stvaraju iste probleme kao i fosilna goriva, ali budući da se proizvodnjom biogoriva zatvara ugljični ciklus, biogoriva su manje štetna od fosilnih goriva. Zatvaranje ugljičnog ciklusa znači da biljke koje se koriste za proizvodnju biogoriva prilikom rasta iz atmosfere uzmu određene količine ugljika koji se kasnije vraća uatmosferu izgaranjem tih biogoriva. Kod fosilnih goriva taj krug nije zatvoren, tj. ugljik se samo ispušta u atmosferu.

Solarna energija – iako energija Sunca ima ogroman potencijal, zbog male iskoristivosti bilo bi potrebno prekriti velike površine da se dobije iole ozbiljnija količina iskoristive energije. Takvo rješenje ekološki je prihvatljivo samo u područjima u kojima nema vegetacije, tj u pustinjama, a u „zelenim“ područjima to bi stvorilo preveliki negativni učinak na okoliš. Instaliranje solarnih kolektora ili solarnih ćelija na krovovima kuća gotova da nema negativnog učinka na okoliš.

Energija vjetra – sama proizvodnja energije iz vjetra nema ozbiljnijeg negativnog učinka na okoliš. Gledano iz ekološkog aspekta, jedina ozbiljnija zamjerka vjetroelektranama je negativan utjecaj na ptičje populacije, tj. elise vjetrenjača ubijaju ptice. Kao manje zamjerke vjetroelektranama navodi se vizualno zagađivanje okoliša, uništavanje netaknute prirode gradnjom pristupnih cesta do vjetrenjača i generiranje zvuka niske frekvencije koji negativno utječe na zdravlje ljudi (ometaju spavanje, izazivaju glavobolje, mogu izazvati anksioznost).

Energija vode – iskorištavanjem energije vode ne stvara se nikakvo zagađenje okoliša, ali sami infrastrukturni objekti mogu znatno utjecati na okoliš. Tako se gradnjom velikih brana poplavljuju velike površine i dižu razine podzemnih voda, a to može promijeniti cijeli lokalni biosustav. Dodatni problem je presijecanje prirodnih tokova vode i time presijecanje ruta kretanja pojedinih vodenih životinja.

Nuklearna energija – sama proizvodnja energije u nuklearnim elektranama iznimno je čist proces. Nama stakleničkih plinova ili drugih zagađenja, jedno dolazi do zagrijavanje vode koja se koristi za hlađenje reaktora, pa to može utjecati na biosustave. Najveći problem kod nuklearnih elektrana je upotrijebljeno gorivo koje je izuzetno radioaktivno i mora biti pohranjeno više stotina godina u posebnim skladištima pod zemljom.

Geotermalna energija – iskorištavanjem geotermalne energije ne dolazi do zagađenja okoliša.

Diplomski rad�


6. ODRŽIVOST I ENERGIJA

Održivost je sposobnost održavanja ravnoteže određenih procesa ili stanja u nekom sustavu. Danas se najčešće koristi u vezi s biološkim i ljudskim sustavima. U ekološkom smislu održivost se može definirati kao način po kojem biološki sustavi ostaju raznoliki i produktivni tijekom vremena. Za ljude ona je potencijal za dugoročno održavanje blagostanja koje pak ovisi o blagostanju prirodnog svijeta i odgovornoj uporabi prirodnih resursa.

Održivost je postao širok termin koji se može primijeniti na gotovo sve oblike života na Zemlji, od lokalne do globalne razine i kroz različite vremenske periode. Dugoživuće izdrave močvare i šume primjeri su održivih bioloških sustava. Nevidljivi kemijski ciklusi redistribuiraju vodu, kisik, dušik i ugljik unutar živih i neživih sustava u svijetu, te su održavali život milijunima godinama. Kako se ljudska populacija na Zemlji povećavala, prirodni ekosustavi su nazadovali, a promjene u ravnoteži prirodnih ciklusa imale su negativan učinak kako na ljude tako i na ostale žive sustave.

Danas postoji obilje znanstvenih dokaza kako čovječanstvo živi na neodrživ način. Povratak čovjekove uporabe prirodnih resursa unutar održivih granica zahtijevat će većekolektivne napore. Načini održivijeg življenja mogu poprimiti mnoge oblike od reorganizacije životnih uvjeta (npr. ekosela, ekoopćine i održivi gradovi), ponovne procjene ekonomskih sektora (permakultura, zelena gradnja, održiva poljoprivreda) ili radne prakse (održiva arhitektura) uporabom znanosti radi razvoja novih tehnologija (zelene tehnologije, obnovljiva energija) do prilagodbi u individualnim životnim stilovima kojima se čuvaju prirodni resursi.

6.1. Pojam održivosti

Riječ održivost nastala je prema glagolu održati ((ne)materijalno obuhvaćanje predmeta radnjom odnosno dovođenje u stanje izvršenjem radnje i držati). Rječnici pružaju dva značenja za glagol održati, a glavna su "sačuvati da ostane cjelovito i da postoji", odnosno "očuvati od narušavanja". Održivost se ipak od 1980-ih više koristi u smislu čovjekove održivosti na planetu Zemlji, pa je to rezultiralo najčešće citiranom definicijom održivosti i održivog razvoja koju je donijela Brundtlandska komisija Ujedinjenih naroda: "održivi razvoj je razvoj koji zadovoljava potrebe sadašnjosti bez ugrožavanja mogućnosti budućih generacija da zadovolji vlastite potrebe." Obično se zamijeti kako to zahtijeva pomirbu okolinskih, socijalnih i ekonomskih potreba - "tri stupa" održivosti. Ovo shvaćanje prikazuje se slikom s tri preklapajuće elipse koje označavaju tri stupa održivosti koja nisu uzajamno isključiva te mogu biti uzajamno učvršćujuća.

UN-ova definicija nije univerzalno prihvaćena i prošla je kroz mnoge interpretacije. Što je održivost, koji bi joj ciljevi trebali biti te kako se te ciljeve može postići, pitanja su koja su sva otvorena za interpretacije. Za mnoge ekologiste ideja održivog razvoja je oksimoron jer se čini da razvoja uključuje degradaciju okoline. Ekološki ekonomist Herman Daly upitao je "čemu služi pilana bez šume?" Iz ove perspektive, ekonomija je podsustav ljudskog društva koje je samo podsustav biosfere, pa je dobitak u jednom sektoru gubitak u drugome. Ovo se može ilustrirati kao tri koncentrična kruga.

Univerzalno prihvaćena definicija održivosti jest eluzivna jer se očekuje da postigne mnoge stvari. U jednu ruku ona mora biti faktička i znanstvena, jasna izjava o specifičnoj"destinaciji". Jednostavna definicija da je "održivost poboljšanje kvalitete čovjekova života dok se živi unutar nosivog kapaciteta potpornih ekosustava", iako nejasna, nosi ideju kako održivosti ima kvantificirane granice. No održivost je također poziv na akciju, zadatak u

Diplomski rad�


tijeku ili "putovanje" pa stoga politički proces tako da neke definicije izražavaju zajedničkeciljeve i vrijednosti. Povelja o Zemlji govori o "održivom globalnom društvu utemeljenom na poštovanju prirode, univerzalnih prava čovjeka, ekonomskoj pravdi i kulturi mira."

Situacija postaje komplicirana kada se riječ održivost primijeni ne samo na čovjekovu održivost na Zemlji nego na mnoge situacije i kontekste u raznim razmjerima prostora i vremena, od malenih lokalnih do globalne ravnoteže proizvodnje i potrošnje. Također se može odnositi na buduću namjeru: "održiva poljoprivreda" nije nužno trenutačna situacija većcilj u budućnosti, predviđanje. Zbog svih navedenih razloga održivost u jednoj se krajnosti percipira kao ništa više od milozvučne pomodnice s malenim ili nikakvim značenjem ili važnošću dok je u drugoj krajnosti to važan ali nefokusiran koncept poput "slobode" ili "pravde". Također se opisuje kao "dijalog vrijednosti koji prkosi konsenzualnoj definiciji".

6.2. Veze između energije i održivosti

Čovječanstvo će u bliskoj budućnosti morati pronaći ekološki prihvatljivije izvore energije kojima će pokrivati svoje energetske potrebe. Trenutno se kao ekološki prihvatljivo rješenje nude obnovljivi izvori energije, ali ipak nije realno očekivati da će se ti izvori energije dovoljno razviti i komercijalizirati da u nekoj većoj mjeri zadovolje rastućeenergetske potrebe čovječanstva. Energiju Sunca nema dovoljnu iskoristivost i skupa je, energija vjetra nije svugdje dostupna u dovoljnim količinama, energetski potencijali vode većsu u velikoj mjeri iskorišteni. Geotermalna energije može se optimalno iskorištavati samo na tektonskim rasjedima, tj. na mjestima na Zemlji gdje toplinska energije iz unutrašnjosti Zemlje dolazi vrlo blizu površini. Energija plime i oseke, te energija valova predstavljaju veliki potencijal, ali zbog male dostupnosti trenutno se izuzetno malo energije generira iz tih izvora.

Bioenergija ili točnije biogoriva nameću se kao zamjena za klasična fosilna goriva, ali ta goriva također u atmosferu ispuštaju stakleničke plinove pa nisu ekološki potpuno prihvatljiva. Dodatno se uz biogoriva veže i jedan zanimljivi etički problem. Naime, biogoriva se proizvode od šećerne trske, kukuruza, soje, uljane repice i drugih biljaka koje mogu poslužiti kao hrana.Tako bogatije države proizvode biogoriva na način da pretvaraju hranu u gorivo, dok s druge strane izuzetno puno ljudi na Zemlji umire od gladi i ta ista hrana spasila bi im živote.

"Čista" energija u velikim količinama može se trenutno proizvesti samo u nuklearnim elektranama. Nuklearne elektrane gotovo da nemaju nikakav utjecaj na okoliš ukoliko se prilikom eksploatacije poštuju sva pravila. Osim Černobila nije bilo većih problema s nuklearnim elektranama, a sam Černobil se ne može ponoviti zbog toga jer sve moderne nuklearne elektrane imaju izuzetno dobro riješenu i aktivnu i pasivnu sigurnost. Uz istraživanja na polju sigurnosti nuklearne fisije. trenutno se razvija izuzetno puno tehnologija koje bi mogle poslužiti za proizvodnju energije u budućnosti. Najviše nade polaže se u projekt ITER. ITER je međunarodni projekt u kojem se razvija tehnologija za iskorištavanje nuklearne fuzije. Nuklearna fuzija je spajanje dva laka atoma u jedan teži, uz oslobađanje energije i taj postupak bi trebao biti potpuno ekološki prihvatljiv (nema jake radijacije, nema stakleničkih plinova, …).

Diplomski rad�


6.3. Prijedlozi mjera za stvaranje pretpostavki za održivu budućnost

• Usaglasiti strategiju buduće potrošnje energije i osigurati imlementaciju staregije potrošnje preostalih rezervi fosilnih goriva.

• Planirati strategiju kojom bi bilo osigurano da sa potrošnjom preostalih fosilnih goriva osigurati adekvatnu zamjenu u obnovljivim izvorima.

• Uvesti porez na potrošnju energije dobijene od ne obnovljivih izvora energije a koji bi se koristio za ulaganja u nove izvore energije i nova tehnološka rješenja koja povećaju iskoristivost prenosa i pretvorbe energije.

• Povećati stepen iskorištenja postojećih energana uvođenjem novih tehnoloških rješenja i korištenjem novim materijala.

• Smanjiti gubitke u prenosu električne energije kao i povećati ulaganja u istraživanje i inovacija u oblasti bežičnog prenosa energije.

Diplomski rad�


7. ZAKLJUČAK Ne postoji čarobni štapić za rješavanje energetskih problema. Ni jedan energetski

izvor niti energetska strategija ne može riješiti svjetske energetske potrebe. Za to je potrebno snažno i održivo prisustvo nauke koja će strateški i efikasno upravljati svjetskim energetskim resursima, istraživati i razvijati programe koji obuhvataju sve raspoložive energetske opcije i tehnologije energetske efikasnosti. Za pretvaranje energije iz primarnih nosilaca energije vrijede zakoni termodinamike, prema kojima energija ne može biti stvorena niti uništena, većsamo može prelaziti sa jednog tijela na drugo i mijenjati svoj oblik. Industrijska društva se koriste potencijalnom energijom, npr. gravitacionom energijom koju sadrži voda iz brane, hemijskom energijom sadržanom u fosilnim gorivima, nuklearnom energijom iz urana itd. Da bi se potencijalna energija mogla iskoristiti mora se pretvoriti u drugi oblik obično uz pomoćtoplotnih mašina npr. parna turbina u termoelektranama, benzinskih ili dizel motor u automobilima. Korištenje hemijske energije iz uglja je najvažniji oblik pretvaranja usmjeren na proizvodnju električne energije, a termoelektrane su najveći potrošači uglja. Prilikom izgaranja uglja u atmosferu se oslobađaju polutanti: CO, CO2,SO2, NO, NO2 kao i čestice prašine, koji štetno djeluju kako na zrak, vodu i tlo posebno na ljudski organizam.

Najbolja fosilna goriva proizvedu oko 40%, a ispuste oko 60% ulazne energije. Gubici odlaze u kondenzovanoj vodi, dimnim gasovima i drugim gubicima. Većina postrojenja na bazi fosilnih goriva su manje efikasnija sa iskorištenjem do 33%.

21. vijek je vijek borbe za energiju i hranu, jer broj ljudi na Zemlji stalno raste, do sada poznati fosilni izvori energije se iscrpljuju, a obradive zemlje za dobivanje hrane je manje. Energija je ključni faktor koji treba da održi ravnotežu na zemlji i omogući opstanak na njoj.

Naša ovisnost o nafti i ostalim fosilnim gorivima vidljiva je na svakom koraku. I ratovi se mnogi vode oko toga. No, fosilnih goriva ima za još stotinjak godina, i vrijeme je da razmislimo kako dalje tako da se predlaže maksimalno moguće iskorištenje preostalih fosilnih goriva ali da se akcenat stavlja na istraživanje novih goriva, goriva koja još nisu u dovoljnoj mjeri istražena te da se što više ulaže u razvoj i korištenje obnovljivih izvora energije na koje će svijet svoje potrebe za energijom morati planirati.

Diplomski rad�


8. LITERATURA

1. M.Đonlagić: Energija i okolina, Univerzitet u Tuzli, 2003. 2. H. Požar Osnove energetike Školska knjiga Zagreb 1978 3. Neimarlija N: Fosilna goriva, procesi sagorijevanja i okolinski aspekti, Univerzitet u

Zenici, juli 2007 4. Ivo Derado: Sudbonosna energetska dilema 5. Douglas MacLean, Peter G. Brown: Energy and the future 6. Chris Oxlade, Terry Jennings 2009: Energy 7. Snežana Drndarević: Osnovi energetike

8. Theis, A.K.: Cleaner Coal Technologies – a new initiative for Europe, European Energy Fondation, Debate on 18th March 2002, Brussels,

9. AWO-Branchreport, Environmental Market Study for Bosnia and Herzegovina, April 2005

10. European Strategy for Energy,EU Commission, February 2007.

Documents

fosilna goriva