32
KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA Prof. dr Olivera Ećim-Đurić Beograd 2015.

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJEOBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE

U PRERADI BILJNIH SIROVINA

Prof. dr Olivera Ećim-Đurić

Beograd 2015.

Page 2: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem
Page 3: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

1

PREDGOVORPriručnik za obnovljive izvore energije nastao je kao rezultat rada na projektu „Unapređenje poljoprivredne proizvodnje Timočkog regiona zasnovane na diverzifikaciji ekološki sertifikovanih poljoprivredno-prehrambenih proizvoda sa dodatom vrednošću“, finansiranog od strane Ministarstva poljoprivrede i zaštite životne sredine Republike Srbije sa ciljem promovisanja šire primene obnovljivih izvora energije posebno u Timočkom regionu.

Razvoj poljoprivrede podrazumeva i permanentno obezbeđenje potreba za energijom, što ima značajne posledice i na ekonomski razvoj. Prekomerna upotreba fosilnih goriva u cilju obezbeđenja toplotne i električne energije vodi sve većem iscrpljenju postojećih resursa sa jedne strane, a sa druge strane akumulaciju štetnih gasova u atmosferi i stvaranju efekta staklene bašte. Ulaganje u sektor obnovljivih izvora energije nema za cilj samo supstituciju fosilnih goriva, nego i dalekosežne posledice na životnu sredinu i održiv razvoj u globalu.

Do sada se u sektor implemetacije obnovljivih izvora energije u Republici Srbiji veoma malo ulagalo, izuzimajući hidropotencijal. Najveći energetski potencijal nalazi se u biomasi nastaloj iz ostataka ratarske i stočarske proizvodnje i gotovo da se uopšte ne koristi. Razlozi za ovakvo stanje su višestruki, od neinformisanosti, nedovoljne obrazovanosti ili finansijskih nemogućnosti ulaganja u ovakve sisteme.

Cilj ovog Priručnika je da pored osnovnih činjenica o stanju obnovljivih izvora u Republici Srbiji, sugeriše na konkretne mogućnosti korišćenja ovih oblika energije u Timočkom regionu na osnovu raspoloživih resursa. Prema potencijalu koji konkretno poseduje Timočki region u obnovljivim izvorima energije, odabrani su oni oblici primene koji bi se mogli implementirati u kraćem vremenskom periodu i bili bi ekomonski opravdani.

“Treba znati iskoristiti prirodne sile i na taj način dobiti svu potrebnu energiju. Sunčevi zraci su oblik energije, vetar i morske struje su takođe energija. Koristimo li ih? O, ne! Palimo šume i ugalj, kao da podstanari pale ulazna vrata naše kuće za grejanje. Živimo kao divlji doseljenici koji ne shvataju da ova bogatstva pripadaju svima nama.”

(Thomas Alva Edison, 1916.)

Page 4: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

2

SADRŽAJ

Uvod ............................................................................................................................ 3Obnovljivi izvori energije ........................................................................................ 5

Opšte karakteristike obnovljivih izvora energije .......................................... 5Proizvodnja energije iz obnovljivh izvora energije u Republici Srbiji ........ 7Primena Sunčeve energije .................................................................................. 9Primena Sunčeve energije u sušenju voća, povrća i lekovitog bilja ........11Primena sunčeve energije u sistemu navodnjavanja ..................................14Primena Sunčeve energije za zagrevanje sanitarne vode u domaćinstvima ................................................................................................16

Primena biomase ....................................................................................................18Upotreba biomase u energetske svrhe .........................................................19Proizvodnja biodizela ........................................................................................22Primena ostataka iz stočarske proizvodnje ..................................................22

Primena energije vetra ..........................................................................................23Zaključak ..................................................................................................................25

Literatura..................................................................................................................27

Page 5: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

3

UVOD

Obezbeđivanje potreba za energijom je jedan od preduslova razvoja celokupne poljoprivredne proizvodnje i potrošnje dobara, i ima višestruko dejstvo na ekonomske rezultate u poljoprivredi, a samim tim i jedan od važnih činilaca u daljem razvoju ne samo poljoprivrede, nego i drugih grana privrede neke zemlje. Definisanjem dugoročne energetske politike ustanovljava se potreba orijentacije na sopstvene energetske resurse, uz osiguranje optimalne strukture u snabdevanju, uvozu i potrošnji energije i njenom racionalnom korišćenju, kao i smanjenju uticaja na životnu sredinu.

Čovekova potreba za energijom datira od prvih dana života u zajednici. U početku je drvo korišćeno kao energent za grejanje i pripremu hrane, a kasnije se prešlo na korišćenje fosilnih goriva, kao što su ugalj, nafta i prirodni gas na pogodnim lokalitetima. Drvo kao energent, imalo je za osnovnu potrebu zadovoljavanje energetskih potreba i bilo je dostupno na gotovo svim lokalitetima, što je u razvoju čovečanstva do današnjih dana dovelo do velikog krčenja šuma i ugrožavanja ekosistema.

Preterana upotreba fosilnih goriva u poslednjih nekoliko decenija neminovno vodi do iscrpljivanja ovih izvora energije i nameće potrebu za njihovom supstitucijom. Jedna od glavnih posledica prekomerne upotrebe fosilnih goriva je proizvodnja toksičnih gasova koji stvaraju efekat staklene bašte, što je prouzrokovalo velike klimatske promene.

U cilju smanjenja potrošnje fosilnih goriva, posebno u slučajevima kao što je Rebulika Srbija koja je zavisna od uvoza nafte i prirodnog gasa prvenstveno, poželjno bi bilo na svim nivoima povećati potrošnju energije dobijene iz obnovljivih izvora energije. Republika Srbija u tom smislu raspolaže značajnim potencijalom u biomasi prvenstveno, a i ostalim oblicima obnovljivih izvora energije (energija sunca, vetra, geotermalna energija, hidropotencijal).

Zemlje sa slabije razvijenim ekonomijama, kao što je slučaj sa gotovo svim zemljama u regionu, pa i Republikom Srbijom, uglavnom su orijentisane na poljoprivredu kao glavnu privrednu granu. Svaka poljoprivredna aktivnost je neosporno vezana sa energetskim potrebama sa jedne strane, a ne može se zanemariti činjenica da se tokom poljoprivredne proizvodnje generiše velika količina otpada koji se veoma uspešno može upotrebiti u energetske

Page 6: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

4

svrhe. U primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji ratarskih useva, na godišnjem nivou generiše se preko 12,5 miliona tona poljoprivrednog otpada. Ako bi se samo 25% od raspoložive biomase upotrebilo u energetske svrhe, moglo bi se zameniti oko 1,4 miliona tona nafte, čime bi se u strukturi potrošnje energije u agrokompleksu mogle podmiriti gotovo sve potrebe za niskotemperaturnom energijom kao što je grejanje individualnih domaćinstava, dorade proizvoda u procesnim postrojenjima, sušenja u sušarama manjih i srednjih kapaciteta. Uključujući istovremeno i preostale oblike obnovljivih izvora energije, kao što je primena sunčeve energije u sistemima navodnjavanja povećali bi se prinosi ratarskih, voćarskih i vinogradarskih kultura, na osnovu čega se može zaključiti da primena energije dobijene iz obnovljivih izvora energije višestruko pozitivno utiče na čitav niz privrednih aktivnosti neke zemlje.

Page 7: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

5

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

Opšte karakteristike obnovljivih izvora energije

Obnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem neprekidno obnavljaju. Fotosinteza izaziva rast biomase, promene atmosferskih prilika izaziva vetar, isparavanje vode dovodi do stvaranja oblaka, a zatim i padavina koje obnavljaju snagu vode. Kontraverze su jedino kod geotermalne energije, koja je po definiciji nastajanja neobnovljiv izvor energije, ali kako je potencijal energije Zemlje praktično obnovljiv, toplotni fluks se stalno putem geotermalne energije prenosi iz unutrašnjosti na površinu Zemlje. Specifičnosti obnovljivih izvora energije su pre svega neiscrpljivost, periodičnost, promenljivost, prekidnost, nemogućnost pogodnog skladištenja, stohastičnost i dr. Pod terminom primarne energije iz obnovljivih izvora energije podrazumeva se toplotna, električna ili mehanička energija dobijena na izlazu uređaja. Ako se obnovljivi izvori energije ne koriste u energetske svrhe, definišu se samo kao potencijal, koji u zavisnosti od lokalnih uslova može biti raspoloživ ili neraspoloživ. Od teorijski raspoloživog potencijala, samo jedan deo je tehnički iskoristiv, a od toga ekonomski opravdan za iskorišćenje naziva se rezervom.

Obnovljivi izvori enerije poznati su vekovima, i čovek ih je u manjoj ili većoj meri koristio od kad postoji potreba za energijom, ali dobijaju na svojoj aktuelnosti tek posle “energetske krize” 1974. godina. U poslednjih pet decenija intenzivnije primene obnovljivih izvora energije, odnosno njihovo korišćenje, kretalo se sa stadijuma istraživanja do zvaničnih direktiva (npr. 2001/77/EC EU) kojima se precizno definiše energija proizvedena iz obnovljivih izvora energije. Mnoge projekcije na početku intenzivnije primene obnovljivih izvora energije nisu bile realne, jer su se vezivala za visoku cenu nafte u doba “energetske krize”. Sa izuzetkom hidropotencijala i biomase, nije se moglo govoriti o pravom energetskom bilansiranju ovih energetskih potencijala, posebno u razvijenim zemljama, gde je učešće obnovljivh izvora energije u ukupnoj proizvodnji energije bilo gotovo minimalno. Paradoksalno je da su upravo u tom periodu, ekonomski razvijene zemlje i najviše ulagale u istraživanja i eksploataciju obnovljivih izvora energije.

Page 8: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

6

Danas primena obnovljivih izvora energije zauzima veoma važno mesto u ekonomiji razvijenih zemalja, u kojima se upravo i potencira rast potrošnje energije dobijene iz ovih izvora. Tako je u cilju regulisanja upotrebe obnovljivih izvora energije i podsticanja njihovog korišćenja u Evropskoj uniji doneto niz zakonskih regulativa kojima se definišu uslovi i načini korišćenja energije dobijene iz pomenutih izvora. Direktivama 2001/77/EC o podsticanju proizvodnje elektične energije i 2003/30/EC o podsticanju upotrebe biogoriva ili drugih obnovljivih goriva za transport Evropska Unija je jasno precizirala različite načine korišćenja obnovljivih izvora energije. Tako je prema ovim regulativama svakoj državi članica Evropske Unije preciziran minimalni udeo biogoriva u transportu od 10%.

Ključni cilj Evropske Unije je povećanje energetske efikasnosti u potrošnji energije dobijene iz obnovljivih izvora, tako da njihov udeo u ukupnoj potrošnji energije iznosi 20% sa projekcijom do 2020. godine. Svaka država članica EU je dužna da na osnovu ovih regulativa uspostavi nacionalne akcione planove za definisanje razvoja i koriščenja obnovljivih izvora energije na osnovu svojih potencijala i mogućnosti.

Slika 1. Udeo obnovljivih izvora energije u ukupnoj potrošnji energije u zemljama članicama EU u 2010. godini i ciljevi definisani direktivom 2009/28/EC

Page 9: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

7

Učešće obnovljivih izvora energije u ukupnoj potrošnji energije nekih zemalja članica Evropske unije definisano direktivom 2009/28/EC prikazano je na Slici 1. Najveću potrošnju energije iz obnovljivih zvora ima Švedska sa čak skoro 49% čime premašuje preporuke prema regulativama, a najmanju potrošnju ima Malta sa ispod 1%.

Proizvodnja energije iz obnovljivh izvora energije u Republici Srbiji

Republika Srbija u energetskom smislu najviše raspolaže lignitom sa projektovanim eksploatacionim rezervama od 13 350 Mt. Godišnja proizvodnja nafte iznosi oko 1000 Mt, što svakako ne zadovoljava ni minimum ukupnih potreba u celokupnoj potrošnji energije. Republika Srbija u cilju smanjenja energetske zavisnosti, a i usaglašavajući svoju energetsku politiku sa regulativama Evropske Unije mora ne samo da poveća proizvodnju energije iz obnovljivih izvora energije, nego da racionalnom politikom u energetskom sektoru povećava energetsku efikasnost uz istovremenu brigu o zaštiti životne sredine.

Ukupni potencijal Rebublike Srbije u obnovljivim izvorima energije iznosi oko 6 Mt. Udeo pojedinih oblika obnovljivih izvora energije prikazan je na Slici 2.

Slika 2. Struktura potencijala obnovljivih izvora energije u Republici Srbiji

Najveći potencijal obnovljivih izvora je u biomasi i iznosi oko 64%, i u potpunosti je vezan za poljoprivredu. Pored biomase, potencijalno se

Page 10: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

8

godišnje može obezbediti 0.6 Mt iz Sunčeve energije, 0.2 Mt iz energije vetra i 1.7 Mt iz hidropotencijala. Trenutno se u Republici Srbiji koristi manje od 33% raspoloživog potencijala i uglavnom je iskorišćen hidropotencijal.

Proizvodnja i potrošnja čvrste biomase trenutno obuhvata uglavnom potrošnju sirove šumske građe, ili u obliku briketa ili peleta za potrebe grejanja domaćinstava, a veoma ili gotovo zanemarljivo malo tretiranje otpada iz primarne ratarske poljoprivredne proizvodnje. Upotreba ogrevnog drveta za potrebe grejanja karakteristična je za ruralne krajeve koji gravitiraju ka područjima sa visokom produkcijom drvne mase ili su udaljeni od ostalih izvora snabdevanja. Domaćinstva koja se greju na ovaj način su niske kupovne moći prema ostalim konvencionalnim energentima. Sa druge strane, ovi korisnici se uglavnom bave poljoprivrednom proizvodnjom i tokom godine generišu značajnu količinu biomase koja se neracionalno odlaže i skoro uopšte ne koristi u energetske svrhe. Prema statističkim podacima u 2014. godini proizvodnja čvrste biomase iznosila je 1050 Mtoe.

Primena geotermalne energije vezana je isključivo za grejanje i to najvećim delom u poljoprivredi tj. u prostorima sa kontrolisanom atmosferom. Prema zvaničnim podacima iz 2014. godine, proizvodnja je bila na nivou projektovane od oko 0.006 Mtoe.

Na osnovu Uredbi o merama podsticaja za proizvodnju električne energije korišćenjem obnovljivih izvora energije i kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije i Uredbi u uslovima sticanja statusa povlašćenog proizvođača električne energije, u proteklom periodu u poslednjih pet godina zabeležen je manji broj postrojenja za proizvodnju biogasa, aktivnu primenu Sunčeve energije i energiju vetra. U 2014. godini prvi put je prema zvaničnim statističkim podacima zabeležen potencijal biogasa od oko 10 000 000 m3, gde je 1 231 000 m3 u finalnoj potrošnji bilo u poljoprivredi.

Akcionim planom Republike Srbije regulisano je poštovanje preuzete obaveze iz ugovora o osnivanju Energetske zajednice, prema kojoj Republika Srbija do 2020. godine mora da dostigne cilj od 27% učešća obnovljivih izvora energije u bruto finalnoj potrošnji. Trenutno ukupno učešće obnovljivih izvora energije u bruto potrošnji iznosi oko 23% na račun hidropotencijala, ali se smatra da će intenzivnijom primenom biomase biti ispunjen zadati uslov.

Page 11: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

9

U Tabeli 1. prikazana je očekivana dinamika rasta učešća obnovljivih izvora energije u ukupnoj potrošnji energije Republike Srbije do 2020. godine.

Tabela 1. Projektovana dinamika rasta učešća obnovljivih izvora energije do 2020. godine

Obnovljiv izvor Godina

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2021[%]

grejanje i hlađenje 26 26 26 27 28 29 30električna energija 30 30 31 32 33 35 37saobraćaj 0 2 3 5 7 8 10ukupno učešće 21 22 23 23 25 26 27

Primena Sunčeve energije

Energija Sunčevog zračenja je najveći obnovljivi izvor energije i može se direktno koristiti u različite namene (konverzija energije Sunčevog zračenja u toplotnu ili električnu energiju), a direktno utiče i na energiju vode, plime i oseke, termalnog gradijenta u morima i okeanima i fotosintezom podstiče rast biljaka koje se kasnije mogu korististi kao energetska sirovina. Ne treba izostaviti i činjenicu da su sva fosilna goriva nastala akumulacijom Sunčeve energije u dubini Zemlje pre više miliona godina.

Sunce je zvezda srednje veličine koja se uglavnom sastoji od vodonika i helijuma. Svake sekunde se pri fuziji jezgara ova dva elementa oslobodi energija zračenja od oko 3.86·1020 MW koja se emituje u bezvazdušni prostor. Prolaskom Sunčevog zračenja kroz atmosferu dolazi do disperzije, tako da na površinu Zemlje se dozračuje oko 1360 W/m2 u zavisnosti od posmatrane lokacije i godišnjeg doba. Na godišnjem nivou, na površinu Zemlje dozrači se energija koja je 76 puta veća od svih iskoristivih rezervi fosilnih goriva, odnosno 25 puta veća od ukupnih rezervi i resursa fosilnih goriva.

Page 12: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

10

Slika 3. Godišnji prosek dnevnog globalnog zračenja u Republici Srbiji

Osim direktnog Sunčevog zračenja, do Zemlje dolazi i deo raspršenog ili difuzionog zračenja. Difuziono zračenje obezbeđuje energiju tokom celog vidljivog dela dana, a direktno zračenje obasjava samo deo dana, što zavisi od trajanja insolacije, oblačnosti i ugla sunčevih zraka. Globalno zračenje predstavlja sumu direktnog i difuznog sunčevog zračenja i ono se uzima kao merodavan podatak za energetske potrebe. Na intenzitet i količinu globalnog Sunčevog zračenja utiču brojni parametri, pa se potencijal Sunčevog zračenja za neku lokaciju može dati okvirno, a malo precizniji podaci se mogu dobiti na osnovu prosečnih vrednosti u određenom posmatranom vremenskom periodu.

U pogledu intenziteta Sunčevog zračenja, Republika Srbija ima čak 40% više raspoloživog Sunčevog zračenja od proseka u Evropi. Na Slici 3. prikazan je godišnji prosek dnevnog globalnog Sunčevog zračenja na teritoriji Republike Srbije.

Page 13: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

11

Tabela 2. Prosečne vrednosti mesečnih suma dozračene sunčeve energije

MesecOrijetacija površine

Horizontalna Sever Istok Jug Zapad[kWh/m2]

Januar 37.93 15.55 28.46 59.26 23.93Februar 66.99 21.87 50.12 91.43 44.08Mart 96.46 35.98 65.32 90.94 61.08April 136.51 46.63 90.26 94.03 80.23Maj 163.87 58.46 105.82 87.44 93.18Jun 185.17 72.35 114.99 92.25 103.22Jul 181.21 64.92 107.20 92.49 106.36Avgust 165.71 53.99 110.74 105.07 93.55Septembar 124.13 41.27 88.83 106.82 72.00Oktobar 78.96 26.02 58.14 96.52 48.33Novembar 44.87 17.24 37.84 73.03 27.85Decembar 33.44 13.03 27.59 60.58 21.94Σ 1315.24 467.32 885.31 1049.85 775.76

Prema ovim podacima, Timočki region u proseku dnevno raspolaže sa oko 4 kWh/m2 raspoloživog potencijala Sunčevog zračenja, što daje dobre mogućnosti za primenu ovog oblika energije u potrebama sušenja, navodnjavanja ili obezbeđivanja toplotne energije u domaćinstvima. U Tabeli 2. date su okvirne prosečne vrednosti mesečnih suma dozračene Sunčeve energije na vertikalnim i horizontalnim površinama u Republici Srbiji.

Primena Sunčeve energije u sušenju voća, povrća i lekovitog bilja

Sušenje predstavlja najstariji postupak konzervisanja prehrambenih proizvoda, i upravo postupak pasivnim korišćenjem Sunčeve energije je čovek koristio od davnina. Izlaganje prehrambenih proizvoda strujanju toplog vazduha ima za cilj postepeno uklanjanje vode iz njih. Suština u

Page 14: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

12

ovakvom procesu sušenja je izbegavanje direktnog izlaganja prehrambenih proizvoda sunčevom zračenju, nego se radni agens (vazduh) zagreva strujanjem preko ploče (apsorbera Sunčevog zračenja), koja otpušta primljenu toplotu. Sušenje prirodnim putem je, sa energetskog aspekta, najekonomičniji način sušenja, pošto se za zagrevanje vazduha u sušari koristi direktno energija Sunčevog zračenja. Solarne sušare su veoma jednostavne konstrukcije, ekonomski veoma isplative, a kvalitet voća i povrća je veoma dobar, pošto su promene u hemijskom sastavu zbog niske temperature sušenja gotovo neznatne. Nedostatak dužeg vremena sušenja voća i povrća može prouzrokovati promene u boji dobijenog proizvoda (proizvod potamni ili izgubi karakterističnu boju), pa se u ovakvim slučajevima preporučuje sumporisanje sirovine pre procesa sušenja. Začinsko i lekovito bilje se suše pri nižim temperaturskim režimima i kao takvi predstavljaju pogodnu sirovinu za primenu u ovakvom tipu sušara. Količina vode koja se mora ukloniti pri sušenju lekovitog bilja mnogo je manja, pa se vreme sušenja ne odražava na kvalitet dobijenog proizvoda.

Solarne sušare koriste energiju Sunca na principu elektromagnetnog zračenja u spektru globalnog sunčevog zračenja talasne dužine 0.28-2.5 μm, tj. u vidljivom i infracrvenom području, i pri tom obezbeđuju od 70% do 100% od potrebne energije za proces sušenja, zavisno od vremenskih prilika, odnosno da li su dani u vreme sušenja sunčani ili oblačni.

Sušare su mobilne (pokretne, na točkovima) i izložene tokom procesa sušenja na Suncu kako bi apsorbovale neophodnu energiju za sušenje.

Na Slici 4. šematski je prikazana konstrukcija solarne pasivne sušare.

Slika 3. Šematski prikaz pasivne solarne sušare

Page 15: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

13

Za rad ovakvih sušara neophodno je obezbediti Sunčevo zračenje. Kako je intenzitet Sunčevog zračenja promenljiv tokom dana, a zavisi i od trenutne oblačnosti, od toga će zavisi i temperatura i relativna vlažnost vazduha koji ulazi u radni prostor sušare. U cilju povećanja intenziteta sušenja, radni prostor se može izvesti kao transparentan, pa dodatnim prolaskom zračenja kroz zidove sušare obezbeđuje se intenzivnije sušenje. Mobilnost ovakvih sistema upravo obezbeđuje manipulisanje, tj. pomeranje objekta u cilju obezbeđenja maksimalnog intenziteta Sunčevog zračenja. Dodatna pogodnost ovakvih sistema je izuzetno niska cena uređaja, koji se može izvesti i u kućnoj radinosti, što daje dodatnu prednost ovakvim sistemima.

Drugi tip solarnih sušara su hibridne konvektivne sušare koje se izvode u kombinaciji sa dopunskim izvorima toplote u zavisnosti o raspoloživosti energenata. Ovakve sušare mogu kontinualno da rade u noćnim i zimskim uslovima, kao i u uslovima kada intenzitet Sunčevog zračenja u toku dana nije dovoljan za obavljanje procesa sušenja. Mogu se izvoditi kao mobilne samostalne jedinice. U zavisnosti od raspoloživosti drugih energenata kao dopunski izvor toplote, a u skladu sa konsktrukcijom sušare, od drugih izvora energije mogu se koristiti električni grejači, drvo, biomasa iz ostataka ratarske i voćarsko-vinogradarske proizvodnje, prirodni gas i drugo.

Korišćenje Sunčeve energije u hibridnim sušarama može se izvesti dvojako. U uređajima jednostavnije konsktrukcije Sunčeva energije se preko prijemnika (apsorbera) predaje radnom agensu koji dalje struji kroz radni prostor sušare, a takođe se mogu izvesti kao jedinice koje uključuju nisko ili srednje temperaturno pretvaranje Sunčeve energije u toplotnu energiju koja se putem sekundarnog radnog fluida predaje radnom agensu u sušari. Na Slici 4. dat je prikaz hibridne pokretne solarne šaržne sušare.

Page 16: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

14

Slika 4. Hibridna šaržna solarna sušara

Prednosti ovakvih sušara u odnosu na sušare koje koriste konvencionalne izvore enerije su ekstremno niski troškovi sušenja, gde se čak 80% energije koja se koristi u procesu sušenja obezbeđuje Sunčevim zračenjem uz istovremeno zadržavanje visokog kvaliteta osušenih proizvoda.

Primena sunčeve energije u sistemu navodnjavanja

Solarne pumpe za vodu koriste se za snabdevanje vodom u uslovima gde nije moguće obezbediti električnu energiju za rad pumpi, a u okruženju gde postoje izvorišta vode (bunari, podzemne vode, potoci, kanali, reke ili jezera). Pokretanje i rad pumpe obezbeđuje se putem fotonaponskog panela, koji Sunčevu energiju direktno pretvara u električnu energiju, potrebnu za rad pumpe. Pored fotonaponskog panela, u sistemu je potreban rezervoar za vodu, odakle se cevovodom voda kasnije sistemom kap-po-kap dovodi do kapaljki za navodnjavanje. Prema agrotehničkim preporukama, u zavisnosti od vrste ratarskih useva ili sorte u voćnjacima, potrebno je prosečno dnevno obezediti 25-40m³vode dnevno po hektaru. Protok na

Page 17: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

15

kapljacima ide od 2-10 l/h, zavisno od zasejane kulture. Obezbeđivanjem kontinualnog navodnjavanja, povećava se ne samo prinos, nego se indirektnim putem utiče i na povećanje proizvedene biomase koja se nekim drugim postupcima može kasnije tretirati u energetske svrhe. Na Slici 5. dat je prikaz jednostavnog sistema napajanja vodom putem fotonaponskih panela.

Slika 5. Sistem za napajanje vodom putem fotonaponskih panela

Solarne pumpe mogu se efikasno primenjivati u sledećim uslovima:• sistem za navodnjavanje gde su voćnjaci, rasadnici i plastenici; • dovođenje vode za sistem kap po kap;• vodosnabdevanje pijaćom vodom;• povećanje pritiska vode u cevovodu; • punjenje ili pražnjenje cisterni i rezervoara;• pranje ili polivanje;• zalivanje bašte;• snabdevanje vodom pojila za životinje;• uštede vode.

U promenjenim klimatskim uslovima, kada se poljoprivredni proizvođači opredeljuju za gajenje kultura koje su otpornije na sušu, postavljanjem

Page 18: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

16

solarnih pumpi može se adekvatno, sa niskim investicionim ulaganjem ostvariti veći prinos, a mogu se u proizvodni program uvesti i sorte koje su u pogledu navodnjavanja zahtevnije.

Primena Sunčeve energije za zagrevanje sanitarne vode u domaćinstvima

Direktno pretvaranje Sunčeve energije u toplotnu energiju ostvaruje se putem termalnih kolektora i prema temperaturnom režimu može se podeliti u tri grupe:

• niskotemperaturno pretvaranje u opsegu temperatura radnog fluida od 40°C do 80°C gde se primenjuju ravni termalni pločasti kolektori

• srednjetemperatursko pretvaranje u opsegu temperatura radnog fluida od 80°C do 120°C gde se primenjuju vakuumski termalni kolektori

• visokotemperatursko pretvaranje u opsegu temperatura radnog fluida preko 120°C koje se primenjuje u solarnim elektranama.

Ravni termalni pločasti kolektori odlikuju se vrlo visokim koeficijentom apsorbcije Sunčevog zračenja zahvaljujući visoko kvalitetnom selektivnom apsorberu što rezultuje visokim stepenom iskorišćenja. Stepen korisnosti ovih uređaja kreće se u intervalu od 70-85%. Tokom mirovanja sistema, tj. ne korišćenjem vode u sekundarnom kolu sistema u kolektoru se mogu postići vrlo visoke temperature i do 150 ºC. Mogu se ugrađivati na kose ili ravne krovove sa podkonstrukcijom. Nizak stepen investicionih ulaganja ove sisteme čini veoma prihvatljivim za širu upotrebu u domaćinstvima i u objektima sa turističkim namenama.

Kolektori se po pravilu ugrađuju na nezasenčene kose ili ravne površine orijentisane ka jugu ili jugozapadu. Za četvoročlano domaćinstvo sa prosečnom potrošnjom tople vode, dovoljno je obezbediti površinu termalnog kolektora od 2 m2, čime se u letnjem periodu obezbeđuje više od 80% uštede u potrošnji električne energije, a u zimskom periodu i do 30%

Page 19: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

17

uštede. Period otplate ove investicije, u zavisnosti od broja postavljenih kolektora, može biti manji od 4 godine.

Na Slici 6. dat je šematski prikaz jednostavnog sistema za grejanje sanitarne vode putem ravnih pločastih termalnih kolektora. Sistem se sastoji iz primarnog kola u koji je povezan termalni kolektor i sekundarnog kola koji je povezan sa potrošačem. Radni fluid u primarnom kolu greje se u kolektoru Sunčevim zračenjem i toplotu u skladišniku prenosi na akumulisanu vodu.

Slika 6. Šematski prikaz sistema za grejanje sanitarne vode ravnim pločastim termalnim kolektorima

U cilju kontinualnog obezbeđivanja željene temperature sanitarne vode, u skladišnik se mogu ugraditi i električni grejači koji u uslovima nedovoljnog Sunčevog zračenja obezbeđuju zagrevanje vode. Ovakvi sistemi se pored namene za zagrevanje sanitarne vode mogu koristiti i za zagrevanje stambenog prostora sa uštedom energije u periodu grejanja do 30% na godišnjem nivou.

Page 20: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

18

PRIMENA BIOMASE

Prema zvaničnim podacima Ministarstva rudarstva i energetike, od svih oblika obnovljivih izvora energije Republika Srbija najveći potencijal ima u biomasi. Biomasa se definiše kao živuća ili doskora živuća materija biljnog ili životinjskog porekla koja se može koristiti u energetske svrhe kao primarni izvor energije ili u industrijskoj proizvodnji. Kao obnovljiv izvor energije biomasa se može podeliti u sledeće kategorije:

• drvna biomasa u koju spadaju šumska građa, piljevina i ostaci prilikom orezivanja drveća;

• žetveni ostaci u koje spadaju ostaci ratarskih useva;• životinjski ostaci u koje spadaju životinjski izmet, lešine i sl.;• biomasa iz otpada koji može biti zelena frakcija komunalnog

otpada, mulj iz otpada prečišćavanja vode i sl.Zbog niske energetske efikasnosti u proizvodnji i potrošnji energije u Republici Srbiji, zastarelih tehnologija, niskog nivoa investicija u energetskom sektoru i najvažnije još uvek niske cene električne energije, nivo primene biomase, a i ostalih oblika obnovljivih izvora energije je na veoma niskog nivou. Od svih navedenih oblika biomase u Republici Srbiji nažalost se u energetskom smislu najviše koristi drvna biomasa u vidu energije potrebne za grejanje domaćinstava, kuvanje ili zagrevanje sanitarne vode. Sa druge strane, svake godine se posle završetka poljoprivrednih radova sakupi značajna količina biomase iz ratarske i voćarsko vinogradarske proizvodnje koja na godišnjem nivou iznosi oko 12,5 miliona tona potencijalnog energenta. Neracionalnom upotrebom, veliki deo ovog potencijala ostaje trajno neiskorišćen. Žetveni ostaci tokom prethodnih godina su se spaljivali na njivi što je sada zakonom zabranjeno.

Od ukupnog potencijala u biomasi, razumno je smatrati da se ¼ biomase zaorava ili kroz prostirku vraća na njive ili u voćnjake i vinograde, ¼ se koristi kao stočna hrana, ¼ se može upotrebiti u energetske svrhe, a ¼ se može koristiti u ostale namene (proizvodnja građevinskog materijala, ambalaže, alkohola i sl.). Ako se primeni ovaj princip preraspodele biomase, deo namenjen za energetske svrhe može da zameni 1317·103 t lakog ulja za loženje, što je na godišnjem nivou ekvivalentno celokupnoj masi dizel goriva koje se koristi u poljoprivrednoj proizvodnji u Republici Srbiji.

Page 21: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

19

Rasprostranjenost biomase u Republici Srbiji nije podjednaka. Na Slici 7. prikazana je rasprostranjenost poljoprivredne i šumske biomase.

Slika 7. Rasprostranjenost poljoprivredne i šumske biomase u Republici Srbiji

Poljoprivredne biomase najviše ima u Vojvodini, dok u ostalim delovima Republike Srbije uglavnom je zastupljena šumska biomasa. Ovakva preraspodela raspoloživosti biomase dovodi do rezultata krčenja šuma u cilju obezbeđivanja energenata sa jedne strane, a sa druge strane veoma slabim iskorišćavanjem raspoložive poljoprivredne biomase, čak i na područjima gde je ona zastupljena u manjoj meri. Poljoprivredna proizvodnja je jedna od retkih industrijskih grana u kojoj su energetska ulaganja manja od dobijene energije. Veća upotreba biomase iz poljoprivredne proizvodnje, u bilo kom obliku, dovela bi do povećanja stepena energetske efikasnosti poljoprivredne proizvodnje, smanjenja troškova proizvodnje i u konačnom balansu realnog povećanja vrednosti dobijenih proizvoda.

Upotreba biomase u energetske svrhe

Najšira primena biomase iz poljoprivredne proizvodnje može se upotrebiti direktnim sagorevanjem i dobijanjem toplotne energije. Gorivi udeo u biomasi iznosi između 50 i 60% što je čini vrlo pogodnom za proces sagorevanja. U strukturi biomase jednogodišnjih ratarskih useva nalazi se veliki sadržaj kiseonika koji sa jedne strane potpomaže proces sagorevanja,

Page 22: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

20

ali nažalost i smanjuje toplotnu moć energenta. Većina ratarskih useva sumpora i azota ima u tragovima, tako da je nivo sumpornih i azotnih oksida zanemarljiva u produktima sagorevanja i na taj način smanjuje uticaj štetnih gasova u atmosferi. Ugljenik koji se nalazi u biomasi je organskog porekla, pa ga biljke mogu apsorbovati iz atmosfere za potrebe svog rasta čime se zatvara ciklus kruženja ugljenika u prirodi i ne povećava njegova količina što svakako utiče na uticaj efekta staklene bašte. Toplotna moć biomase se u proseku kreće od 13 do 18 MJ/kg i time se biomasa gotovo izjednačava sa toplotnom moći lignita koji je najrasprostranjenije fosilno gorivo u primeni u Republici Srbiji. Sadržaj vlage u biomasi varira od uslova sakupljanja, skladištenja i čuvanja, a ne bi trebao da prelazi preko 10% u uslovima kada se biomasa koristi kao gorivo za dobijanje toplotne energije.

Prema zvaničnim podacima Statističkog zavoda Republike Srbije, na području istočne i južne Srbije od ratarskih useva u periodu od poslednje tri godine najviše su se gajili kukuruz, pšenica, ovas, ječam i raž. U Tabeli 3. dati su prinosi ovih kultura po hektaru obradive površine i ukupan prinos biomase.

Tabela 3. Prikaz strukture potencijala biomase iz ratarskih kultura

Godina Kukuruz Pšenica Ječam Ovas Raž

[t]

2012 563063 536265 50490 18580 3707

2013 770686 534698 57437 19193 4852

2014 1044976 474463 51265 16289 4283

Σ 2378725 1545426 159192 54062 12842

Na godišnjem nivou u 2014. godini ukupan prinos biomase iznosio je 4150247 t. Prema preporukama da se samo 25% iskoristi za energetske potrebe u prošloj godini na raspolaganju je bilo 1037561.75 t raspoložive biomase za proizvodnju toplotne energije. Uzimajući u obzir uslove prikupljanja, skladištenja i čuvanja biomase tako da prosečan sadržaj vlage bude oko 10%, toplotna moć ovih ratarskih useva u proseku se kreće oko 15MJ/kg, pa na godišnjem nivou to iznosi 15563426,25 GJ. Ovaj potencijal se svakako može iskoristiti u individualnim domaćinstvima koja se bave

Page 23: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

21

uzgojem navedenih kultura, čime bi se smanjila potrošnja fosilnih goriva i seča šuma koji se trenutno koriste kao energenti.

Region istočne Srbije karakteriše se intenzivnom voćarskom i vinogradarskom proizvodnjom, koja nažalost zbog sveukupnih prilika u regionu beleži pad obradivih površina. Izuzetak je gajenje višnje koja je u periodu od protekle tri godine zabeležilo porast obrađenih površina za oko 10%, a taj trend je nastavljen i u tekućoj godini. Rezidbom voćnjaka i vinograda sakupi se zadovoljavajuća količina biomase koja se takođe može iskoristiti za potrebe dobijanja toplotne energije. U Tabeli 4. prikazane su sumarne vrednosti površina pod zasadima voćaka i vinograda u protekle tri godine, kao i ukupna količina biomase koja se prilikom obrade voćnjaka i vinograda sakupi sa pomenutih površina u regionu istočne i južne Srbije prema podacima Statističkog zavoda Republike Srbije.

Tabela 4. Površine pod zasadima voćnjaka i vinograda i ukupna količina raspoložive biomase

Sorta2012 2013 2014

Površina Biomasa Površina Biomasa Površina Biomasa[ha] [t] [ha] [t] [ha] [t]

Jabuke 6873 7216.65 6243 6555.15 5771 6059.55Kruške 2557 2684.85 2497 2621.85 2045 2147.25Šljive 23479 24652.95 24025 25226.25 19161 20119.05Orasi 1649 1731.45 1681 1765.05 1507 1582.35Vinova loza 7360 6992 7360 6992 7360 6992Breskve 2940 3087 3091 3245.55 2615 2745.75Dunje 701 736.05 719 754.95 674 707.7Trešnje 1379 1447.95 1362 1430.1 789 828.45Višnje 7979 8377.95 7882 8276.1 8826 9267.3Kajsije 1219 1279.95 1158 1215.9 604 634.2∑ 56136 58206.8 56018 58082.9 49352 51083.6

Uzimajući samo 25% od raspoložive biomase za potrebe proizvodnje toplotne energije u prošloj godini moglo se iskoristiti 12770,9 t. Ako se uzme da je prosečna vrednost toplotne moći orezina oko 15.5 MJ/kg, može se dobiti ukupna energetska vrednost 197948.95 GJ sa energetskom efikasnošću ložišta od 80%. Sa ovom količinom energije moglo bi da se

Page 24: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

22

supstituiše oko 5000 t dizel goriva ili nešto manje ekvivalentnog ulja za loženje što bi na godišnjem nivou obezbedilo uštedu u energentima od 6250000 € svake godine. Podsticanjem u razvoj voćarske i vinogradarske proizvodnje, uz istovremeno unapređenje razvoja resursa obnovljivih izvora energije u raspoloživoj biomasi ostvario bi se značajni ekonomski napredak regiona.

Proizvodnja biodizela

Republika Srbija je 2006. godine ratifikovala Ugovor o osnivanju evropske energetske zajednice, a time je i prihvatila obavezu o promovisanju upotrebe biogoriva kao i plasiranje na tržiste određene količine biogoriva koje je do 2010. godine trebalo da isnosi 5,75%. Konkretnih podataka o proizvodnji i potrošnji biodizela u Republici Srbiji nema, pa se može zaključiti da se on uopšte ne koristi. Proizvodnja biodizela vezana je za plasman ovog energenta na mogućem tržištu. Ako se govori o stanovništvu kao mogućem potrošaču, oni se u ovom trenutku mogu deklarisati kao mali potrošači u čijem fokusu su cena, kvalitet i dostupnost biodizela na tržištu. Donošenjem uredbe o obaveznom umešavanju biodizela u mineralni dizel domaćinstva mogu da prerastu u velike potrošače.

U Vojvodini se proizvede 93% ukupnih uljarica na godišnjem nivou (uljana repica, suncokret, soja), a u centralnoj Srbiji samo 7%. Za proizvodnju sirovina za jestiva ulja, margarine i čvrste biljne masnoće, proizvodnju semena za sledeću setvu potrebne su mnogo veće površine nego one na kojima se sada gaje uljarice, pa se može zaključiti da ovaj oblik prerade biomase trenutno nije aktuelan. Ako se uzmu u obzir površine u Timočkom regionu koje su pod zasadima uljane repice, soje i suncokreta i koje su u 2014. godini iznosile 13 213 ha, sa trendom smanjenja obradivih površina u periodu od poslednje tri godine može se zaključiti da za sada nema mnogo potencijala u proizvodnji biodizela na području ovog regiona.

Primena ostataka iz stočarske proizvodnje

Ostaci iz stočarske proizvodnje takođe predstavljaju važan izvor obnovljive energije u Republici Srbiji. Pod ostacima iz stočarske proizvodnje prvenstveno se podrazumeva životnjski izmet koji se može koristiti za

Page 25: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

23

proizvodnju biogasa. Pod biogasom smatra se gas koji je nastao anaerobnim procesom iz biomase. Ovakav gas se može koristiti u sistemima kogeneracije za kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije, u industrijskoj upotrebi kao gorivo za kotlove ili direktno sagorevanje za kuvanje ili rasvetu. U Republici Srbiji postoji mali broj sistema za sakupljanje stajnjaka što je preduslov za korišćenje ovog obnovljivog izvora energije. Takođe se može konstatovati da postoji nedostatak mehanizacije u manipulaciji stajnjakom, moderni pogoni za proizvodnju biogasa i ne postoje, a i slab je sistem finansijske i pravne podrške potencijalnim korisnicima. Sa druge strane postoji interesovanje farmera za ovaj vid manipulacije stajnjakom u smislu primene novih tehnologija i unapređenja postojećih proizvodnih procesa.

Na području Timočkog regiona u proteklom periodu zabeležen je značajan broj grla stoke, ali se nažalost zbog sveukupnog stanja u poljoprivredi regiona mnogo farmera preusmerilo na voćarsku proizvodnju. Sadašnji stočni fond gotovo da i ne prelazi više od 10 tovnih grla po domaćinstvu, pa se o potencijalnoj proizvodnji biogasa u takvim uslovima ne može govoriti.

Primena energije vetra

Prva studija potencijala enegije vetra za potrebe Elektroprivrede Srbije urađena je 2002. godine, kada je ustanovljeno da postoji značaj potencijal vetra u oblasti Južnog Banata i istočne i jugoistočne Srbije. Energetski potencijal vetra procenjen je na 130MW a moguća godišnja proizvodnja električne energije na 2.3 TWh. Kao najperspektivnije lokacije označene su Stara planina sa prosečnom brzinom vetra od 7.66 m/s, Suva planina sa prosečnom brzinom vetra od 6.46 m/s, Tupižnica sa 6.25 m/s, Deli Jovan sa 6.13 m/s i Vršački Breg sa 6.27 m/s. Kao rezultat istraživanja formiran je Atlas vetra Srbije za različite visine tla i različite periode godine. Na Slici 8. prikazana je prosečna godišnja brzina vetra u Republici Srbiji na visina 100 m od tla.

Page 26: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

24

Slika 8. Brzina vetra u Republici Srbiji na visini 100 m iznad tla

Može se zaključiti da region Istočne Srbije spada u oblast gde brzina vetra obezbeđuje protok energije preko 200 W/m2, što predstavlja značajan energetski potencijal. Izgradnja elektrane na vetar mora biti praćena razvojem i izrgradnjom infrastukturne prenosne mreže. U strategiji razvoja Elektroprivrede Srbije predviđen je razvoj dalekovoda do 2014. godine čime bi se omogućila brža implementacija elektrana na vetar na potezima koji su mapirani kao pogodne lokacije.

Za sada postoje interesovanja stranih kompanija za izgradnju vetroparkova na više lokacija u Republici Srbiji. Pravni i finansijski problemi koji prate ovu oblast energetike, kao što je izdavanje lokacijskih i građevinskih dozvola, kao i nemogućnost dobijanja cene proizvedene električne energije prema Pravilniku o statusu povlašćenog proizvođača onemogućavaju i trenutni, a i dalji razvoj energana na vetar, pa se za sada ne može govoriti o daljem razvoju ni u Timočkom regionu, a ni u ostatku Republike Srbije.

Page 27: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

25

ZAKLJUČAK

Analizom postojećih resursa obnovljivih izvora energije na području Timočkog regiona može se zaključiti da postoji solidan potencijal u Sunčevoj energiji, biomasi iz ratarske proizvodnje i energiji vetra.

Enegija Sunčevog zračenja najefikasnije može se iskoristiti za potrebe sušenja voća, povrća i lekovitog bilja, što je u saglasnosti sa poljoprivrednim aktivnostima lokalnog stanovništva. Izgradnjom više objekata koji bi koristili energiju Sunčevog zračenja zasebno, ili u kombinaciji sa drugim oblicima energije, u vidu mobilnih sušara, omogućilo bi viši kvalitet osušenih proizvoda. Ovakve sušare nisu zahtevne ni u konsktrukcijskom ni u finansijskom smislu. Velika pogodnost im je mogućnost promene lokacije, čime bi moglo da se obuhvati više proizvođača. Primena direktnog pretvaranja Sunčeve energije u električnu energiju putem fotonaponskih panela omućila bi uvođenje sistema navodnjavanja čime bi se povećali kapaciteti voćarske, vinogradarske i ratarske proizvodnje, a samim tim i prinosi pojedinih sorti voćaka i ratarskih useva. U cilju unapređenja potrošnje energije u individualnim domaćinstvima, popularizacije primene obnovljivih izvora energije i ne zanemarujući ekonomski aspekt kroz uštedu u potrošnji energije, postavljanje ravnih termalnih kolektora za zagrevanje sanitarne vode povećalo bi primenu energije Sunčevog zračenja i smanjilo potrošnju električne energije za ove potrebe. Treba napomenuti da bi se primenom bilo koje od pomenutih mera smanjila upotreba fosilnih goriva ili drvne biomase, a time bi se uticalo na emisiju štetnih gasova i zagađenje životne okoline.

Prema statistčkim podacima najveći potencijal obnovljivih izvora energije vezan za individualna domaćinstva nalazi se u biomasi iz ostataka ratarske proizvodnje na teritoriji Timočkog regiona. Analizom postojeće situacije, i mapiranjem ratarskih useva, kao i voćarsko vinogradarskih, u poslednje tri godine, ukupni potencijal u ovoj oblasti iznosi 1556540573.95 GJ, što je 25% od raspoložive biomase koja se svake godine generiše na pomenutoj lokaciji. Sa ovom količinom energije može da se supstituiše 39969860 t dizel goriva, odnosno ekvivaletnog ulja za loženje 39140992 toe. Prema sadašnjim cenama energenata na tržištu, svake godine racionalnim korišćenjem ovog obnovljivog oblika energije moglo bi se uštedeti 46969190 €. Uvidom u trenutnu situaciju na terenu, može

Page 28: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

26

se zaključiti da se biomasa iz ratarske proizvodnje gotovo uopšte ne koristi u energetske svrhe. Evidentirana je potrošnja drvne biomase za potrebe dobijanja toplotne energije u domaćinstvima za grejanje, ili zarad pojedinačnih sušara koje rade na čvrsto gorivo. Prema direktivi Evropske Unije o korišćenju obnovljivih izvora energije, pa i biomase, drvna biomasa će se u budućnosti upravo morati zameniti drugim oblicima biomase. Zbog nedovoljne razvijenosti stočnog fonda u Timočkom regionu ne može se govoriti o masovnijoj upotrebi biomase iz stočarske proizvodnje i eventualnoj proizvodnji biogasa ili sistema za kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije. Razvojem stočnog fonda, u budućnosti bi se mogao tražiti prostor i za ovakve investicije, koje bi mogle da se finansiraju iz predpristupnih fondova Evropske Unije.

Potencijal vetra u Timočkom regionu, a i u celoj Istočnoj i Jugoistočnoj Srbiji prema Atlasu vetra Srbije je značajan. Postoji interes za podizanje vetroparka na Staroj planini, ali dok se ne steknu pravni i ekonomski okviri koji bi potencijalne investitore privukli ka ovoj oblasti ne predviđa se dalji razvoj primene energije vetra.

Na osnovu svih relevantnih podataka i analizom stanja na terenu može se dati opšti zaključak da postoji solidan potencijal u različitim oblicima primene obnovljivih izvora energije. Nedovoljna informisanost lokalnog stanovništva i lokalnih zajednica, kao i loši ekonomski i pravni okviri, onemogućavaju masovniju primenu obnovljivih izvora energije. Masovnija primena bi trebala da ima stepenasti karakter, gde bi se primena obnovljivih izvora energije prvo usmerila na objekte koji ne zahtevaju velika finansijska ulaganja, a u kraćem vremenskom periodu donose značajne uštede. U daljim koracima svakako treba razmišljati o široj primeni koja bi obuhvatila i izgradnju postrojenja za proizvodnju električne ili toplotne energije.

Page 29: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

27

LITERATURA

Branimir Jovanović, Miroslav Parović, “Stanje i razvoj biomase u Srbiji”, Jefferson Institute, Beograd 2009.

Directive 2003/30/EC of the European Parliament and of the Council of 8 May 2003. on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport. Official Journal L 123 of 17.5.2003.

http://obnovljiviizvorienergije.rs/

http://www.biogas.rs/nastanak.html

http://www.cnti.info/energija/

http://www.energetskiportal.rs/

http://www.energies-renouvelables.org/observ-er/stat_baro/barobilan/barobilan14_EN.pdf

http://www.esco.rs/

http://www.globalseed.info/obnovljivi-izvori-energije.php

http://www.kogeneracija.rs/info.html

http://www.pellet-energy.biz/en/production/technology/

http://www.srbijasume.rs

http://www.stat.gov.rs

Ilić, M, Oka, S, Grubor, B, Dakić, D, Tešić, M, Martinov, M, Brkić, M, Novaković, D, Đević, M, Kosi, F, Radivojević, D, Radovanović, M, Danon, G, Bajić, V, Isajev, V, Skakić, D, Bajić, S, Rončević, S: Energetski potencijal i karakteristike ostataka biomase i tehnologije za njenu primenu i energetsko iskorišćenje u Srbiji, Studija rađena za Ministarstvo nauke i zaštitu životne sredine, Institut za nuklearne nauke „Vinča”, Beograd, 2003

M. Todorovic, O. Ecim: Solar energy utilization for water heating in special hospital of the spa Rusanda in Serbian Banat, Instalatii pentru constructii si confortul ambiental, Timisioara, pp.200-213, 2006

Marija S. Todorovic, F. Kosi, G. Koldzic, Lj. Simic, O. Ecim: Solar Energy and Renewable Energy Sources, World Solar Program 1996-2000, Energy - Economy - Ecology, Vol. 1, Year III, pp 150-157

Page 30: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

28

Marija Todorović, Olivera Ećim, Zorica Vasiljević, Bojan Dimitrijević, Ivan Zlatanović: Energetsko-ekonomska optimizacija sistema toplotnog i fotonaponskog korišćenja sunčeve energije u specijalnoj bolnici u banji Rusanda, Alternativni izvori energije i budućnost njihove primene, pp. 123-135, Budva 2008

Mijailovic, I., Radojicic, V., Ecim-Djuric, O., Stefanovic, G., Kulic, G. “Energy potential of tobacco stalks in briquettes and pellets production”, Journal of Environmental Protection and Ecology 15 (3), 1034-1041, 2014

Miloš Tešić, Ferenc Kiss, Veroslav Janković, “Mogućnost proizvodnje i korišćenja biodizela u Srbiji”, Jefferson Institute, Beograd 2010.

Pojednostavljeni nacionalni akcioni plan za obnovljive izvore energije Republike Srbije, Ministarstvo energetike, razvoja i zaštite životne sredine, Beograd, 2012.

Strategija razvoja energetike do 2015., Ministarstvo rudarstva i energije Republike Srbije, 2005, www.mre.gov.rs

Uredba o merama podsticaja za proizvodnju električne energije korišćenjem obnovljivih izvora energije i kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije (“Službeni glasnik RS”, br. 99/2009)

Zakon o energetici „Službeni glasnik RS“ br. 57/11

Page 31: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem
Page 32: KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U · PDF fileObnovljivi izvori energije svrstavaju se u nekonvencionalne oblike energije i ne mogu se utrošiti, jer se Sunčevim zračenjem

KORIŠĆENJE OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE U PRERADI BILJNIH SIROVINA

30