1

GGGOOORRRIIIVVVAAA III MMMAAAZZZIIIVVVAAA

Studijski program: energetika i procesna tehnika

Predmetni nastavnik: Marija Vievi

I Uvod

Goriva i maziva prate proizvodnju, upotrebu i odravanje motornih vozila. Ona takoe zadovoljavaju i druge sloenije zahteve primene kod industrijskih i drugih pogona. Pritom pogonska sredstva ispunjavanju zahtevani kvalitet proizvoda u skladu sa standardima proizvodnje, primene i zatite okoline.

Prvi deo skripte, koji se sastoji od devet poglavlja, posveen je gorivima. Posle uvoda u kom se nalazi kratak podsetnik na osnovne definicije energije, energetike, energetske efikasnosti i poznatih mehanizama sagorevanja goriva, dan je saet prikaz uticaja konvencionalnih goriva na okolinu i klimatske promene, kao i savremeni pogledi na probleme primene obnovljivih izvora energije. Sledeih pet poglavlja posveena su konvencionalnim gorivima, onako kako se najee i dele prema agregatnim stanjima u kojima se nalaze u prirodi ili u proizvodnji, distribuciji, upotrebi. U osmom poglavlju nalazi se kratak prikaz uticaja kvaliteta goriva na rad savremenih motora sa unutranjim sagorevanjem i najeim poremeajima dobrog rada takvih motora u pogonu vozila. Deo o gorivima zavren je poglavljem o neophodnom postupanju sa konvencionalnim gorivima tokom njihovog skladitenja, prevoza i upotrebe.

Drugi deo skripte zapoinje uvodnim poglavljem o mazivima u kom je dat podsetnik na osnovnu teoriju o trenju, tribologiji kao i osnovne injenice o svrsi i efektima raznih vrsta podmazivanja. U sledeem poglavlju toga dela knjige dat je prikaz najvanijih svojstava mazivih ulja i masti, kako mineralnih, tako i sintetikih, kao i prikaz naina njihovih dobijanja. Dat je prikaz podela i najvanijih normi kojima se osigurava neophodni kvalitet u upotrebi, sa naglaskom na primenu u upotrebi motornih vozila. Zavrno poglavlje donosi preporuke za postupanje mazivima u svim bitnim aktivnostima od proizvodnje do upotrebe kao i zbrinjavanja nakon upotrebe. Deo je posveen aktuelnim saznanjima o uzrocima degradacije maziva tokom njihove primene, dijagnostici stanja maziva kao i postupanju sa upotrebljenim mazivima, njihovom odlaganju i mogunostima regeneracije.

2

II Goriva

2.1. OSNOVNI POJMOVI ENERGIJE, ENERGETIKE I ENERGETSKE EFIKASNOSTI

Re energija nastala je od grke rei energos (gr. energos) to znai aktivnost. To je fizika veliina kojom se opisuje stanje estica nekog tela i njihovo meudelovanje sa drugim esticama i telima, odnosno karakteristika sistema kojom se opisuje njegova sposobnost obavljanja nekog rada.

Energija se koristi se za pokretanje industrijskih postrojenja, motora, ureaja; osvetljava naselja, greje i hladi domainstva, koristi se za pripremu tople vode, kuvanje. Energija dobijena od Sunca daje svetlost danju (kao i nou, preko Meseca), i pomae biljkama u rastu. Biljojedi dobijaju energiju hranei se biljkama, a mesojedi svojim plenom. Sve je na neki nain povezano sa energijom.

Bitno svojstvo energije je da ne moe ni nastati ni nestati, ve samo prei iz jednog oblika u drugi. To svojstvo energije definisano je zakonom o ouvanju energije (XIX vek). Uobiajeni izrazi (proizvodnja, potronja, gubitak, uvanje, tednja, dobijanje i slino) koji se koriste u normalnoj komunikaciji, fiziki su esto prilino netani ali teko ih je zaobii i u svakodnevnom govoru ostati razumljiv. Na primer, nije sasvim ispravno, ak ni za neko gorivo, upotrebiti ustaljeni izraz energetski izvor, budui da energija u energetskom izvoru ve postoji, a ne nastaje.

Slika 2.1: Pojavni oblici energije

Pojavni oblik energije moe biti u sakupljenom (nagomilanom) obliku ili u prelaznom obliku, kao to je prikazano na Slici 2.1. Karakteristika sakupljene energije je njena vremenska trajnost i sposobnost da se i u izvornom obliku moe vrlo dugo odrati. Prelazni oblici energije pojavljuju se samo onda kada sakupljena energija menja oblik.

3

Energija je sauvana u obliku koji u pravilu nije pogodan za neposredno korienje. U tom sluaju je primerenije govoriti o postojanju razliitih oblika energije i njihovoj transformaciji iz jednog oblika u drugi. Bez obzira na oblik energije u kojem je ona sauvana gotovo uvek se radi o istom izvoru, a to je Sunce (i njegovo zraenje).

Suneva energija uskladitena je u uglju, nafti, prirodnom (zemnom) gasu, drvetu, hrani. Ona je uzrok stvaranja vodenih tokova, morskih struja, talasa i vetrova, sa posebnim naglaskom na neposrednom zraenju toplote ije se blagodeti svakodnevno koriste. Suneva energija je beskonaan izvor toplote.

Postoje i oblici energije na Zemlji koji ne potiu od Sunca. To je na primer energija plime i oseke koja je posledica gravitacijskih sila prvenstveno izmeu Zemlje i Meseca. Ni nuklearna energija, bez obzira o kom se moguem nuklearnom gorivu radi, nije Suneva energija, kao ni geotermalna energija. Za geotermalnu energiju se pretpostavlja da energiju hlaenja preko spoljanje povrine Zemlje nadoknauje toplotom radioaktivnog raspada elemenata (od kojih se Zemlja sastoji ispod svoje kore).

Energija se meri na mnogo naina. Jedinica za energiju, odnosno rad u meunarodnom sistemu jedinica (engl. System International, SI) je dul (J). Nazvana je prema engleskom fiziaru Jamesu Prescottu Jouleu (1818-1889.), koji je otkrio da je toplota jedna vrsta, odnosno oblik energije.

Jedan dul predstavlja energiju koja je potrebna da se silom od jednog njutna (N) najvia taka pomeri za 1 metar (m):

1 J = 1 N m (ili 1 Nm)

Snaga je svakako prva fizika veliina koja je u neposrednoj vezi sa energijom. Pokazuje koliko je rada obavljeno u nekom vremenu, odnosno koliko je energije pretvoreno u neki drugi oblik. Jedinica za snagu u SI sistemu je vat (W). Moe se rei da je snaga brzina obavljanja rada:

1 W = 1 J/s = 1 Nm/s

Jedan dul je rad koji se snagom od jednog vata ostvari tokom jedne sekunde, tako da vai:

1 J = 1 W s

Energetski resursi su svi postojei izvori energije na Zemlji.

Energetske rezerve su samo oni geoloki i geografski definisani izvori koji se mogu u dananjim ekonomskim uslovima i na sadanjem nivou tehnolokog razvoja efikasno iskoriavati. Preciznije, energetske rezerve su deo energetskih resursa koji su ve u sadanjosti iskoristivi.

Izvori energije (energenti) su sredstva koja slue za pretvaranje (proizvodnju) energije, odnosno koji i sami jesu neki oblik energije, kao na primer Sunce, vetar, elektrina energija, nafta, uran, prirodni gas itd.

Vrste energije podrazumevaju naine na koje se uoava delovanje energije, to je u vezi sa njenim izvorima kao na primer elektrina energija, mehanika, potencijalna, kinetika, hemijska ili energija vetra, vode, goriva itd.

Oblici energije obuhvataju izvore i vrste energije. U pokuaju klasifikacije oblika energije moe se govoriti o:

4

primarnim (prirodnim) i

sekundarnim (transformisanim) oblicima energije.

Primarni oblici su oni koji se nalaze ili pojavljuju u prirodi i koji jo nisu proli ni jedan proces transformacije, a (sa obzirom na materijalnog nosioca i uestalost primene) mogu biti:

konvencionalni i

nekonvencionalni oblici energije,

odnosno, sa obzirom na njihovu obnovljivost, (Slika 2.2):

obnovljivi ili

neobnovljivi oblici energije.

Slika 2.2: ema podele primarnih oblika energije sa obzirom na obnovljivost izvora

Zbog toga to se samo neki od primarnih oblika energije mogu direktno upotrebiti, energija se pretvara, transformie do oblika koji je potreban korisnicima. Transformisani oblik energije prilagoen korisnikim potrebama esto se naziva i sekundarnom energijom.

Sekundarna energija (ili sekundarni oblik energije) je oblik energije koji se raznim tehnikim postupcima pretvaranja dobija iz primarnog oblika (benzin, lo ulje, obogaeno nuklearno gorivo, briketi, elektrina struja, toplota). Procesima transformacije menjaju se fizika (ili hemijska) javljanja primarnih oblika, ime se prilagoavaju korisnikoj upotrebi jer se veina izvora u obliku u kom se nalazi u prirodi ne moe koristiti. Transformacije energije teku do onih energetskih oblika koje su potrebne korisnicima, a to su:

toplotna energija,

mehanika energija,

hemijska energija ili

svetlosna energija.

PRIMARNI OBLICI ENERGIJE

Obnovljivi

Snaga vode

Energija mora

Geotermalna energija

Biomasa

Energija vetra

Suneva energija

Neobnovljivi

Ugalj i treset

Sirova nafta

Prirodni gas

Naftni kriljci

Nuklearna goriva

5

Od posebne vanosti su transformacije kojima se proizvodi elektrina energija. Zbog svojih dobrih svojstava:

da se lako transformie u druge oblike energije (posebno je vana transformacija u mehaniki rad i obrnuto mehaniki rad se uz male gubitke transformie u elektrinu energiju) i

da se lako transportuje na vee udaljenosti,

elektrina energija je izuzetno vana za ekonomski razvoj svake zemlje. Upravo zbog toga je utvreno da je parametar potronje elektrine energije po glavi stanovnika jedan od onih koji ukazuju na razvijenost nacionalne ekonomije i ivotni standard ljudi odreenog kontinenta, drave, regiona i/ili grada.

Energija goriva je esto zajedniki naziv za primarnu (prirodnu) i sekundarnu (transformisanu) energiju.

Konana energija oblik je energije (izvor ili vrsta) koji krajnjem korisniku stoji na raspolaganju (elektrina struja, toplota, razna goriva). O nainu primene odluuje korisnik koji ih sebi prihvatljivim procesom pretvara u ono to eli. Dakle, konanu energiju ine i primarni (npr. drvo, ugalj) i sekundarni izvor (npr. lo ulje, elektrina struja). U svim procesima prenosa, uvanja i transformacija dolazi do gubitaka deo energije utroi se na neeljeni nain, tj. ne moe se iskoristiti.

Korisna energija onaj je deo energije koji stoji konanom korisniku na raspolaganju u njemu najprikladnijem obliku (mehaniki rad za pokretanje automobila, toplota iz radijatora, svetlo, zvuk iz televizora itd.). Korisni oblici energije predstavljaju energiju koja se u trenutnom obliku moe koristiti za obavljanje nekog korisnog rada.

Obnovljivi oblici energije su izvori energije koji su sauvani u prirodi i prirodno se obnavljaju u intervalima koji su merljivi u ljudskom poimanju vremena. To su, na primer, suneva energija, energija vode, vetra, plime i oseke, toplota mora i slino. Drugu grupu ine neobnovljivi oblici energije, ije se rezerve usled korienja svakim danom smanjuju, a to su energija fosilnih i nuklearnih goriva. Obnovljive primarne oblike energije uglavnom nije mogue transportovati u onom obliku u kom se pojavljuju u prirodi, za razliku od fosilnih i nuklearnih goriva.

Energetika je pojam sa nekoliko razliitih znaenja:

nauno-struno: nauka o energiji i tehnikoj upotrebi izvora energije;

ekonomsko: skup ekonomskih aktivnosti pomou kojih se istrauju i proizvode primarni oblici energije, zatim se transformiu, prenose i distribuiu do potroaa i kao primarna ili sekundarna energija koriste;

opte: grana ekonomije koja omoguava snabdevanje potroaa neophodnom energijom.

Energetska intenzivnost (intenzivnost primene energije) je ekonomsko-tehniki pojam koji pokazuje koliko se primarne i sekundarne energije troi po jedinici nacionalnog (drutvenog) proizvoda po stanovniku neke sredine (kontinenta, drave, regiona, grada). Bolje korienje energije podrazumeva manju intenzivnost.

Energetska efikasnost se u strunim sredinama definie kao tehniki pojam koji pokazuje koliki se deo primarne ili sekundarne energije moe transformisati u korisnu energiju.

6

Indirektno, pokazuje koliki su gubici u celom procesu transformacija. Brojano se iskazuje izvesnim stepenom iskorienja (stepenom korisnog dejstva).

Meutim, energetska efikasnost se sve ee spominje u svakodnevnom ivotu, na televiziji, radiju, u novinama. Prema tome je potrebno razjasniti ta pojam energetske efikasnosti u tom sluaju zapravo znai:

efikasno (delotvorno) korienje svih oblika energije u svim sektorima ljudskog ivota i delovanja,

suma planiranih i sprovedenih mera iji je cilj koristiti minimalne koliine energije potrebne za zadovoljenje razliitih potreba (grejanje ili hlaenje prostora, rasveta, pogon vozila) uz nepromenjenu toplotnu, svetlosnu i drugu udobnost korisnika energije,

upotreba manje koliine energije (energenta) za obavljanje istog posla, odnosno funkcije (grejanje ili hlaenje prostora, rasveta, proizvodnja raznih proizvoda, pogon vozila i drugo).

Sprovoenjem mera energetske efikasnosti osiguravaju se optimalni i zdravi uslovi za boravak u odreenom prostoru (optimalna temperatura, optimalna osvetljenost prostorija i dr.). esto se sprovoenjem mera energetske efikasnosti, na primer zamenom dotrajalih kunih ureaja i sistema, komfor boravka i uopteno kvalitet stanovanja u odreenom prostoru poboljavaju, uz istovremeno smanjenje potronje energije i pripadajuih trokova.

Kao primer, ugradnjom modernog sistema centralnog grejanja, sa automatskom regulacijom i termostatskim ventilima na ogrevnim telima, osigurava se optimalna eljena temperatura u svakoj prostoriji posebno. Odreena eljena temperatura odrava se automatski bez korisnikog delovanja, to dovodi do vee efikasnosti modernih kotlova i spreavanje nepotrebnih rasipanja toplote (na primer regulacijom temperature u prostoriji otvaranjem prozora i slino), a to vodi do bitnih energetskih uteda.

Kao drugi primer moe se razmotriti zamena rasvetnih tela obinih sijalica u stanu, savremenim rasvetnim telima i tedljivim sijalicama. Postoje rasvetna tela posebno konstruisana i prilagoena poznatoj nameni odreenih prostorija (npr. za kancelarije, za stambene zgrade, za radionice, za uionice). Ugraeni automatski senzori na samim rasvetnim telima kao i mogunost regulacije intenziteta osvetljenja (jaine svetla) samo su neke od dodatnih mogunosti koje pruaju moderna rasvetna tela. Senzori stalno mere nivoe osvetljenja u prostoriji, i prema potrebi poveavaju ili smanjuju intenzitet rasvete i tako u svakom trenutku osiguravaju optimalno osvetljenje u prostoriji, spreavaju bljetanje uz istovremeno smanjenje potronje elektrine energije.

2.2. UTICAJ FOSILNIH GORIVA NA ZAGAENJE IVOTNE SREDINE I KLIMATSKE PROMENE

Od praistorije do kraja srednjeg veka ljudi su najvei deo svojih energetskih potreba podmirivali biomasom. Od druge polovine 19. veka poinje industrijalizacija i masovna primena uglja prvog fosilnog goriva kojim se poetkom 20. veka podmirivalo oko 2/3 energetskih potreba nae civilizacije. U periodu izmeu dva svetska rata poinje masovna primena nafte koja tokom osamdesetih godina 20. veka dostie svoj maksimum, uz uoljiv istovremeni porast upotrebe prirodnog gasa i smanjenje potronje uglja.

7

Poetkom ovog milenijuma nastavlja se trend iz druge polovine 20. veka po kojem je trenutan odnos izvora energije koje koristi oveanstvo takav da se fosilnim gorivima podmiruje oko 80% potreba. Istovremeno, statistiki podaci pokazuju da su nafta, ugalj i prirodni gas podjednako zastupljeni. Nuklearne elektrane pokrivaju oko 8% energetskih potreba sveta, a svi obnovljivi izvori zajedno tek neto preko 3%. Prognoze govore da e se verojatno u skoroj budunosti nastaviti trend blagog smanjenja upotrebe nafte na raun porasta upotrebe prirodnog gasa i eljene primene svih oblika obnovljivih izvora energije (OIE).

Energija i njena upotreba znatno utiu na okolinu uzrokujui zagaenja na lokalnom i regionalnom nivou, ali i velik svetski problem promene klime. Problem klimatskih promena lei u injenici da se veina danas globalno koriene energije dobija iz fosilnih goriva uglja, nafte i naftnih derivata kao i prirodnog gasa.

Njihovim sagorevanjem u industriji, domainstvima i transportu nastaju gasovi kao to su sumpor dioksid SO2, azotovi oksidi NOx i ugljen dioksid CO2, koji uzrokuju zagaenje okoline i klimatske promene kisele kie i globalno zagrevanje.

Slika 2.3: Nastanak kiselih kia

Kisele kie, iji je nastanak prikazan na Slici 2.3., rezultat su sagorevanja gasova sumpor dioksida i azotovih oksida. Ovi gasovi, kao i ugljen dioksid, reaguju sa vodom iz kinih kapi stvarajui kiseline. Kisele kie mogu imati i 40 puta veu koliinu kiseline u odnosu na istu kinicu.

Sumpor dioksid daleko je najtetnija materija u vazduhu. Radi se o gasu bez boje, ali jakog i neprijatnog mirisa koji kod ljudi, pre svega, negativno deluje na organe za disanje. U zimskim mesecima visoka koncentracija sumpor dioksida sa esticama praine koja se nalazi u vazduhu ini smog.

Gasovi azotovih oksida u okolinu dospevaju najveim delom kao izduvni gasovi u transportu. Paralelno sa svetskim porastom transporta raste koliina tih gasova na svim kontinentima. Kisele kie negativno utiu na ume, Slika 2.4, u kojima dolazi do oteenja iglica, pupoljaka i mladih klica, kore i korena, anomalije rasta kao i propadanja umskog ekosistema. Takoe

CO2SO2NOx

SO2CO2NOx

H2SO4

HNO3

H2CO3

8

utiu na izumiranje mikroorganizama i biljaka u jezerima, zakiseljavanje povrinskih voda i tla, to rezultira zagaenjem podzemnih vodenih tokova i ugroavanjem izvora pitke vode.

Slika 2.4. Posledice kiselih kia na umski ekosistem

Odavno se zna da je jo jedna posledica poveane emisije ugljen dioksida i metana (gasova staklene bate) u atmosferu, naroito iz industrijskih postrojenja globalno zagrevanje. To je termin za poveanje prosene temperature Zemljine atmosfere i okeana.

Od ukupne koliine Suneve svetlosti koja dospe do Zemlje, 30% se reflektuje nazad u svemir. Ostalih 70% apsorbuju tlo, vazduh i okeani, pa tako dolazi do zagrevanja Zemljine povrine i atmosfere. Kako se Zemljina povrina i vazduh zagrevaju, tako emituju toplotno zraenje koje najveim delom zavrava u svemiru, to omoguava hlaenje Zemlje. Deo tog toplotnog zraenja Zemlje zaustavljaju vodena para, ugljen dioksid i drugi gasovi u atmosferi i vraaju ga na Zemlju.

Taj proces omoguava povoljne ivotne ulove, jer bi bez njega prosena temperatura na povrini Zemlje bila znatno nia (oko -18C) nego to jeste (+15C). Dakle, ugljen dioksid ima vaan pozitivan uticaj na temperaturu i ivot na Zemlji. Meutim, ukoliko se koncentracija gasova staklene bate znatno povea, veina toplotnog zraenja se nee emitovati u svemir. Gasovi staklene bate imaju sposobnost zarobljavanja toplote u Zemljinoj atmosferi, pa dolazi do pojave sada ve neeljenog zagrevanja, tzv. efekta staklene bate, Slika 2.5.

9

Slika 2.5. Efekat staklene bate

Globalno zagrevanje je ekoloki problem koji utie na ivot na Zemlji. Gasovi staklene bate ostaju u atmosferi dugo verojatno vie desetina godina. Posledice globalnog zagrevanja oseaju se svakodnevno, a osim porasta temperature, dolazi do promena u biolokim procesima, topljenja ledenih santi, podizanja nivoa mora, promene stanita biljaka i ivotinja usled adaptacije na nove klimatske uslove i drugo. Posmatrajui posledice klimatskih promena, nesumnjivo je da je opstanak biljnih i ivotinjskih vrsta, a samim tim i oveka, ugroen. Stoga je neophodno da oveanstvo svojim odgovornim ponaanjem prema okolini, tednjom energije i vode, pridonese usporavanju neeljenih klimatskih promena i zatiti okoline. Samo e se na taj nain Zemlja sauvati za generacije koje dolaze.

2.3. OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

Kao to je u prethodnom poglavlju navedeno, obnovljivi izvori energije su oblici energije koji su sauvani u prirodi i prirodno se obnavljaju u intervalima koji su merljivi u ljudskom poimanju vremena.

Obnovljivi (neiscrpivi, nekonvencionalni, alternativni) izvori energije na Zemlji potiu od tri glavna primarna izvora:

a) od Sunca na kojem emitovana energija nastaje kao rezultat termonuklearnih transformacija, zraenjem dolazi na Zemlju pa se na Zemlji pojavljuje kao energija biolokog porekla (biomasa), suneva energija, vetroenergija, energija voda,

b) iz dubine Zemlje kao rezultat raspadanja izotopa (geotermalna energija) i c) od gravitacionog delovanja planete (energija morskih mena plime i oseke).

Za svaki od navedenih tri izvora, proces transformacije od primarnog do iskoristivih sekundarnih oblika (u elektrinu, toplotnu ili hemijsku energiju) prikazan je ematski na Slici 2.6. sa dosad primenjenim transformacijama energije Sunca.

10

Slika 2.6: Proces transformacija Suneve energije u elektrinu, toplotnu i hemijsku energiju

Primarne oblike obnovljive energije karakterie promenljivost njihovog energetskog kapaciteta. Sa obzirom na to da njihovo skladitenje uglavnom nije reeno, barem ne sa energetskog gledita, moe se dogoditi da se korisnici energije suoe sa njenom nestaicom ba onda kad je potrebna. Ne jedini, ali sa energetskog aspekta svakako najvaniji izuzetak su akumulacije potencijalne energije, vodeni tokovi u akumulacionim jezerima hidroelektrana.

Od suneve energije, direktno ili indirektno, potie veina drugih oblika energije na Zemlji. Ono to danas oveanstvo koristi od svih fosilnih goriva jo uvek je oko 25 000 puta manje od energije koja sa Sunca doe do ivice Zemljine atmosfere i gotovo je 18 000 puta manje od energije koja sa Sunca doe do Zemljine povrine. Od Suneve energije potie i veina drugih izvora, na primer energija fosilnih goriva, vodenih tokova, vetra, talasa itd. Bitno je manji, oko 6 000 puta, procenjeni teorijski potencijal iz dubine Zemlje.

Obnovljivi izvori energije se mogu svrstati u nekoliko osnovnih grupa, zavisno od njihove srodnosti, ne uzimajui u obzir odakle zapravo potiu:

- suneva energija, - energija vetra, - energija vodenih tokova,

11

- energija iz biomase, - energija vodonika, - energija okoline.

Pod pojmom korienja suneve energije u uem se smislu misli samo na njeno neposredno korienje u izvornom obliku, dakle ne kao energije vetra ili fosilnih goriva. Suneva energija podrazumeva koliinu energije koja je preneena zraenjem Sunca i koja se pritom moe iskoritavati:

- aktivno ili - pasivno.

Aktivna primena suneve energije podrazumeva njeno direktno pretvaranje u toplotnu ili elektrinu energiju. Toplotna energija se od suneve dobija uz pomo solarnih kolektora. Solarni kolektori se montiraju na krov eljenog objekta, Slika 2.7, a u njima se zagreva prenosni medijum (najee obina voda) pod uticajem suneve energije. Zagrejani medijum zatim cirkulie cevima u odreenom objektu (kua, zgrada, hala, fabrika) i slui za grejanje prostora ili pripremu tople sanitarne vode.

Slika 2.7. Primeri korienja toplotne energije Sunca solarnim kolektorima

Elektrina energija se dobija uz pomo fotonaponskih solarnih elija. Upotrebom fotonaponskih elija energija sunevog zraenja se direktno pretvara u elektrinu energiju. Fotonaponske elije esto se koriste u potroaima malih snaga, na primer depnim raunarima ili lampama. Elektrina energija iz fotonaponskih elija moe se upotrebiti za rasvetu naseljenih mesta ili za rad kunih aparata, Slika 2.8. U znaajnom su razvoju i automobili koji za pogon koriste fotonaponske elije.

Pasivna primena Suneve energije znai direktno korienje dozraene suneve toplote odgovarajuim izvoenjem graevina (smetajem u prostoru, primenom odgovarajuih materijala, prikladnim rasporedom prostorija i ostakljenih povrina, pa i dobijanje soli u morskim solanama).

Zbog nejednakog zagrevanja Zemljine povrine Sunevim zraenjem nastaje kretanje vazduha, a deo tog kretanja paralelan sa povrinom Zemlje je vetar. Kretanje je posledica nejednakih pritisaka vazduha vie zagrejanih slojeva na manjim visinama i manje zagrejanih slojeva na veim visinama.

12

Energija vetra se od davnina koristila za pogon brodova, Slika 2.9, a danas se najee koristi za dobijanje elektrine energije u vetroelektranama, Slika2.10.

Slika 2.8: Korienje energije Sunca u fotonaponskom modulu domainstva

Slika 2.9: Korienje energije vetra za pokretanje jedrenjaka

Slika 2.10: Korienje energije vetra u vetroelektrani

13

Izvedeno je i nekoliko eksperimentalnih projekata hidroelektrana koje kinetiku energiju morskih talasa transformiu u elektrinu energiju, u skladu sa emom na Slici 2.11. Naravno, talasi nastaju pod delovanjem morskih vetrova, a svi vetrovi su posledica vazdunih strujanja iji je izvor Suneva energija.

Slika 2.11: Idejna ema korienja energije morskih talasa za pogon elektrinog generatora

Energija vodenih tokova potie iz nekoliko izvora. Suneva energija je uzrok kretanja vode u prirodi, to daje energiju vodenim tokovima i talasima. Vekovima se koristila za dobijanje mehanikog rada u vodenicama, a danas se najee koristi za dobijanje elektrine energije u hidroelektranama razliitih varijanti, Slika 2.12. i Slika 2.13.

Slika 2.12: Jedan od principa korienja energije vode u hidroelektrani

Pravac talasa

Turbina

Izlaz vazduhaUlaz vazduha

Generator

JezeroPretokvode

Turbina

Generator

Transformator

Elektrinaenergija

Distribucionamrea

Dovodnikanal

Strojarnica

14

Slika 2.13: Mala hidroelektrana

Energija iz biomase smatra se obnovljivim izvorom iako su njene koliine ograniene raspoloivim delom biljnog sveta na Zemlji. Sva biomasa potie od suneve energije.

Biomasa se pojavljuje u vrstom (drvo, piljevina, briketi), tenom (biodizel, bioulje) i gasovitom obliku (biogas, deponijski gas), a koristi za dobijanje elektrine ili toplotne energije u kotlovima i termoelektranama, odnosno za dobijanje mehanikog rada iz motora sa unutranjim sagorevanjem.

U projektima dobijanja energije iz biomase posebno mesto ima segment zbrinjavanja otpada koji je pogodan za razgradnju, a koji je nastao u domainstvima, restoranima, hotelima ili slinim prostorima. Pritom se naroito misli na ostatke hrane, otpad iz vrtova, papir, karton itd.

Sama obrada otpada moe biti bioloka, fiziko-hemijska, termika, kao i mehanika, to prikazuje i ema na Slici 2.14.

Energija vodonika podrazumeva korienje vodonika pre svega kao goriva za gorive elije (engl. fuel cells), koji mogu posluiti za dobijanje elektrine energije, ali i za pogon automobila i toplotu. Pritom treba naglasiti da se vodonik danas dobija iz fosilnih goriva, a vrlo brzo se moe oekivati njegovo dobijanje elektrolizom vode primenom suneve energije ili energije iz biomase.

15

Slika 2.14: ema mogunosti obrade otpada i njegovog energetskog vrednovanja

Kod PEM gorivih elija (engl. PEMFC proton exchange membrane fuel cells) na kontrolisan nain se realizuje hemijska reakcija oksidacije vodonika tako da ne dolazi do njegova burnog sagorevanja, nego se hemijska energija transformie neposredno u elektrinu struju. Jedini produkt takve kontrolisane hladne oksidacije je hemijski ista voda bez neeljenih produkata koji prate sagorevanje vodonika, to je ematski prikazano na Slici 2.15.

Slika 2.15: Princip rada vodonikove PEM gorive elije

Energija iz okoline predstavlja raspoloivu toplotnu energiju iz vazduha, podzemnih i povrinskih voda (okeana, mora, jezera, reka) ili iz dubine Zemlje. Deo te energije potie svakako od Sunca, dok je drugi deo iz zemlje rezultat deavanja u Zemljinom jezgru (geotermalna energija), to je prikazano na emi na Slici 1.16.

16

Slika 2.16: ema nastanka geotermalne energije

Slika 2.17: Fotografija jednog izvora geotermalne energije

Geotermalna energija postoji otkad je nastala Zemlja i odnosi se na korienje toplote iz unutranjosti Zemlje. Obuhvata onaj deo energije iz dubina Zemlje koji u obliku vrue ili tople vode ili pare dolazi do povrine Zemlje i prikladan je za korienje (fotografija jednog izvora prikazana je na Slici 2.17). U najveem broju sluajeva energija iz okoline se koristi direktno, kao toplotna energija, a jo uvek vrlo retko za dobijanje elektrine ili neke druge energije.

17

Slika 2.18: Karta lokacija geotermalnih potencijala Republike Srbije

Sadanja energetska strategija Srbije ne tretira geotermalnu energiju kao vaan i znaajan resurs koji je nekoliko puta vei od ukupnih rezervi uglja u Srbiji i koji je prisutan na svakom mestu u svakom trenutku.

Procenjena snaga svih postojeih geotermalnih buotina u Srbiji je oko 160 MW od ega se trenutno koristi oko 100 MW (Slika 2.18). Upotrebom toplotnih pumpi moe se iz zemlje preuzeti onoliko potpuno iste energije koliko je potrebno. Tako na primer, instalacijom 20000 toplotnih pumpi snage 20 kW za zagrevanje stambenih objekata moe se iz zemlje preuzeti energije koliko daje i termoelektrana snage 300 MW.

Na Islandu, koji je poznat po gejzirima i aktivnim vulkanima, mnoge zgrade i bazeni greju se geotermalnom vruom vodom. Vrua voda i para iz dubine Zemlje mogu se koristiti i za proizvodnju elektrine energije. Bue se otvori u tlu i cevi se sputaju u vruu vodu, koja se potom podie cevima na povrinu.

Geotermalna elektrana je kao i svaka druga elektrana, osim to se para ne proizvodi sagorevanjem goriva, ve se crpi iz zemlje.

18

Geotermalna toplotna crpka ili dizalica toplote iskoriava toplotu zemlje, vode i vazduha za grejanje ili hlaenje zgrada kao i pripremu tople sanitarne vode. U prirodoj okolini uskladiteno je mnogo suneve energije koju je mogue iskoristiti na taj nain.

U tlo u blizini zgrade, Slika 2.19., polau se cevi kroz koje struji voda i slui za razmenu toplote izmeu vode i tla. Zimi toplota iz zemlje preko razmenjivaa toplote zagreva vazduh koji struji u zgradi. Leti je proces obrnut, vru vazduh iz unutranjosti zgrade preko razmenjivaa toplote prelazi na relativno hladnije tlo. Toplota koja je leti uklonjena iz vazduha moe se iskoristiti za grejanje vode.

Slika 2.19: Razmenjiva toplote

U Evropi su postavljeni veoma visoki ciljevi u pogledu primene obnovljivih izvora energije i smanjenja emisije tetnih gasova. Geotermalna energija je najpogodnija za ostvarenje tih ciljeva i zbog toga je jedina od svih obnovljivih izvora energije u nekoliko evropskih zemalja ula u zakonsku obavezu korienja za zagrevanje novih zgrada. Pridruivanjem Evropskoj uniji, i Srbiju oekuju obaveze u pogledu korienja obnovljivih izvora energije i smanjenja emisije tetnih gasova.

2.4. OKSIDACIJA I SAGOREVANJE

Oksidacija je hemijska reakcija spajanja elemenata sa kiseonikom (prema A. L. Lavoisieru, francuskom nauniku iz 18. veka koji se naziva ocem moderne hemije).

Sagorevanje je egzotermno spajanje dve materije od kojih je jedna kiseonik. To znai da se radi o procesu koji oslobaa, razvija toplotu pri emu dolazi do lokalnog povienja temperature.

Od brzine kojom oksidacija tee zavisi hoe li proces biti obina oksidacija ili sagorevanje. Budui da proces oksidacije kod niih temperatura tee vrlo sporo, gorivo se mora zagrejati do temperature paljenja i tokom sagorevanja ne sme se ohladiti ispod te temperature. Sa porastom temperature proces oksidacije se intenzifikuje, a time i oslobaanje toplote, sa izrazitim ubrzanjem na temperaturi paljenja. U gorivima se sagorevanjem oslobaa unutranja hemijska energija koja se prenosi na molekule poveavajui njihovu kinetiku energiju. Time se poveava unutranja energija (i temperatura) radne materije.

Prema tome, oksidacija je proces sagorevanja u irem smislu.

Vruavoda

Hladna

vodaRazmenjivatoplote

19

Proces sagorevanja u uem smislu definisan je kao proces u kom gorive materije dovedene na svoju temperaturu paljenja, pod uticajem kiseonika iz vazduha (ili drugih nosilaca kiseonika), uz stvaranje plamena ili ara prelaze u gasovita jedinjenja i nesagorive ostatke.

Kiseonik se gorivu po pravilu dovodi vazduhom u kom ga ima zapreminski oko 21%. Sagorevanje moe biti potpuno i nepotpuno. Potpuno sagorevanje je ono kod kog svi gorivi sastojci goriva u potpunosti izgore. U sluaju nedostatka kiseonika za sagorevanje ili nedovoljnog meanja goriva i vazduha proizvodi sagorevanja mogu sadravati jo uvek gorive mateije. To je nepotpuno sagorevanje.

Mehanizam sagorevanja goriva vrlo je sloen i teak za proraun ako se ele pratiti sve faze procesa sagorevanja. Problem se uveliko pojednostavljuje, a proraun sagorevanja bitno olakava zadovolji li se samo bilans materije i toplote, to je za veliki deo praktinih problema dovoljno.

20

III Osnovne definicije i sastav goriva

Goriva su izvori toplote u stvarnom, fizikom smislu (nafta, vodonik, ugalj, drvo, prirodni gas), a mogu biti u svim agregatnim stanjima. Oslobaanjem energije goriva poveava se unutranja energija radne materije koja se tada koristi za dobijanje toplotne energije ili rada.

Pod gorivom se obino podrazumeva materija koja u procesu sagorevanja razvija toplotu iskoristivu u praksi. Isto tako, moe se rei da su goriva materije koje oksidacijom daju toplotnu energiju. Definicija koja ukljuuje i nuklearno gorivo govori da su goriva materije iz kojih se moe dobiti toplotna energija. Meutim, te definicije nisu potpune ako se ne ukljue i gorive elije kod kojih se elektrohemijskom reakcijom odvija direktno pretvaranje hemijske energije u elektrinu, bez prethodnog meupretvaranja u toplotnu.

Od velikog broja gorivih materija pod gorivom treba da se podrazumeva samo ona materija koja omoguava ekonomino korienje u njemu vezane toplote. Shodno tome, da bi neka materija dobila status goriva, mora zadovoljavati sledee uslove:

kod sagorevanja se mora razviti tako visoka temperatura da nastane nuan toplotni raspon osloboene toplote,

taka paljenja ne sme biti previsoka,

mora biti raspoloivo u dovoljnim koliinama,

mora biti lako pristupano,

mora biti jeftino za eksploataciju,

mora biti dovoljno stabilno pri transportu i skladitenju, a

produkti sagorevanja ne smeju biti tetni za okolinu.

Inae, gorivo je redovno smea hemijskih elemenata ugljenika, vodonika, azota i sumpora. Sloenou sastava istiu se upravo fosilna goriva (kako ugalj, tako i nafta). Sastoje se od:

gorivog dela (gorivi sastojci) i

balasta (negorivi sastojci).

Gorivi elementi su:

uljenik (C),

vodonik (H) i

nevezani sumpor (S),

praeni kiseonikom (O) koji ne gori, ali omoguava sagorevanje.

Nesagorivi sastojci predstavljaju balast, odnosno:

azot (N),

vlaga (H2O) i

mineralne materije pepeo.

Uobiajeno je da se vrednost goriva odreuje odnosom gorive materije i balasta.

Postoji podela goriva prema udelu tri glavna navedena sastojka ugljenika, vodonika i kiseonika:

i. Goriva koja sadre preteno ugljenik.

21

To su uglavnom vetaka goriva dobijena suvom destilacijom koks, polukoks i drveni ugalj.

ii. Goriva koja se sastoje od ugljenika i vodonika, odnosno od ugljovodonika.

To su sva tena goriva i masni gasovi (meavine gasova i para sa dispergovanom tenom fazom).

iii. Goriva koja se sastoje od ugljenika, vodonika i kiseonika.

Ovoj grupi pripadaju drvo, treset i sve vrste uglja (nastale pougljivanjem drveta), kao i alkoholi, etri i ketoni, ali i prirodni gasovi sa mnogih svetskih nalazita.

3.1. TOPLOTNE VREDNOSTI GORIVA

Toplotna vrednost goriva predstavlja koliinu toplote koja se razvija pri potpunom sagorevanju jedinice koliine goriva (J/kg) ili (J/m3).

Gornja toplotna vrednost, Hg, podatak je o svoj toploti koja se oslobaa pri potpunom sagorevanju jedinice koliine nekog goriva u uslovima kada se nastala vodena para iz dimnih gasova kondenzuje, pa se dimni gasovi ohlade na temperaturu od 0C.

Donja toplotna vrednost, Hd, razlikuje se od gornje toplotne vrednosti za veliinu latentne toplote isparavanja (kondenzacije) vodene pare iz dimnih gasova koja nastaje iz sadrane vlage i vodonika u gorivu. Drugim reima, gornja toplotna vrednost goriva vea je od donje upravo za koliinu toplote kondenzacije vodene pare sadrane u gasovima sagorevanja.

Toplotna vrednost odreuje se:

analitiki, na bazi sastava goriva, ili

laboratorijski, uz pomo kalorimetra, Slika 3.1.

Kalorimetar je ureaj za odreivanje koliine toplote koja se oslobaa ili troi tokom neke hemijske reakcije, to znai da se moe iskoristiti i za odreivanje toplotne vrednosti goriva.

Moe se upotrebiti i za odreivanje specifine toplote, odnosno specifinog toplotnog kapaciteta nekog tela.

Slika 3.1: Kalorimetar

22

3.2. SAGOREVANJE GORIVIH ELEMENATA

3.2.1. Sagorevanje ugljenika

U hemijskom sastavu goriva, ugljenk je jedan od osnovnih elemenata. U gorivu se uglenik redovno ne nalazi slobodan, nego u jedinjenjima sa vodonikom, kiseonikom, azotom i/ili sumporom. Udeo ugljenika u fosilnim gorivima moe iznositi i do 95%. Koliina ugljenika u gorivu odreuje kvalitet goriva. Goriva sa vie ugljenika sagorevaju malim plamenom ili ak bez njega.

Ugljenik, osim kao gorivo, ima veliku vanost kod hemijske obrade goriva kao osnova niza organskih goriva. Takoe, glavni je sastojak koksa koji je vrlo bitan i u metalurgiji pri preradi raznih mineralnih ruda.

Prilikom sagorevanja ugljenik se vezuje sa kiseonikom i pritom daje znatne koliine toplotne energije. Tokom sagorevanja goriva sloena ugljenikova jedinjenja se raspadaju i oslobaaju ugljenik. Ako se sagorevanje odvija uz dovoljnu koliinu vazduha (kiseonika), ugljenik sagoreva potpuno u ugljen dioksid. U sluaju manjka vazduha ili rashlaivanja nastalih gasova, ugljenik sagoreva nepotpuno.

Jednaine oksidacije ugljenika, u zavisnosti od vrste sagorevanja, su:

za potpuno sagorevanje (u ugljen dioksid)

C + O2 CO2 + 34 080 kJ/kg, (Eq. 3.1)

nepotpuno sagorevanje (u ugljen monoksid)

2C + O2 2CO + 10 216 kJ/kg. (Eq. 3.2)

Jednaina oksidacije ugljen monoksida je:

2CO + O2 CO2 + 12 770 kJ/m3. (Eq. 3.3)

3.2.2. Sagorevanje vodonika

Vodonik je, uz ugljenik, osnovni sastojak gorive materije svakog fosilnog goriva. U gorivu moe biti:

slobodan,

u obliku ugljovodonika spojen sa ugljenikom ili

vezan (u vodi).

Prilikom sagorevanja vodonik se spaja sa kiseonikom u vodu, to rezultuje razliitim koliinama osloboene energije (zavisno od agregatnog stanja nastalog produkta sagorevanja).

Jednaine oksidacije vodonika, u zavisnosti od agregatnog stanja produkta sagorevanja, vode, su:

voda je u stanju pare

2H2 + O2 2H2O + 120 161 kJ/kg (Eq. 3.4)

voda je u tenom stanju na 0oC, odnosno 273,15 K

2H2 + O2 2H2O + 142 770 kJ/kg (Eq. 3.5)

23

Sa obzirom na to da se sagorevanjem 1 kg vodonika u vodu dobija nekoliko puta vie energije nego sagorevanjem 1kg ugljenika, lako je zakljuiti da vodonik u odnosu na ugljenik vie doprinosi toplotnoj vrednosti goriva.

3.2.3. Sagorevanje sumpora

Sumpor u gorivu moe biti goriv i negoriv.

Ako je goriv, onda je obino vezan u organskoj materiji ili je u jedinjenju sa metalima piritna i sulfidna jedinjenja. Sulfidni sumpor je mineralnog karaktera, ali nestabilan u molekulu pirita, pa se smatra gorivom supstancom. U organskim jedinjenjima sumpor je slabo vezan pa se oslobaa pri visokim temperaturama sagorevanja. Iako tokom sagorevanja genere toplotu, sumpor treba smatrati balastom goriva. Sadraj ukupnog sumpora u vrstim gorivima ide i do 2,5%, a vrlo retko moe biti i do 12%. Treset i tena goriva sadre sumpor u neznatnim koliinama. U nafti je sumpor najee prisutan kao sumporovodonik (H2S), elementarni sumpor ili u formi merkaptana, disulfida i sulfida.

Negorivi sumpor stabilno je vezan u formi kalcijum sulfata (CaSO4) koji tokom i nakon sagorevanja ostaje uglavnom u pepelu.

Sumpor sagoreva u sumpor dioksid (SO2) ili sumpor trioksid (SO3), zavisno od uslova sagorevanja i sadraja prisutnog kiseonika. Pri oksidaciji sumpora u sumpor dioksid oslobaa se energija od 9 420 kJ/kg S, a pri oksidaciji u sumpor trioksid oslobaa se energija od 12 980 kJ/kg S.

Navedene koliine toplotne energije daju vrlo malu korist u odnosu na tetno delovanje sumporovih oksida i zbog toga ga se ne smatra gorivom. tetno delovanje sumpora se moe svesti na:

unutranje koroziono delovanje na delove automobila

Zbog niske take rose pojavljuje se takozvana niskotemperaturna korozija. Posebno je nepovoljno njegovo vrlo izraeno delovanje na ureaj za napajanje gorivom (na sve njegove delove od rezervoara do brizgaljki, odnosno injektora).

spoljanje koroziono delovanje izduvnih gasova na okolinu i pojavu kiselih kia.

Postoji posebna grupa automobilskih tenih goriva sa ogranienom i bitno smanjenom doputenom koliinom sumpora (eurosuper, eurodizel) koje posebno preporuuju i zahtevaju proizvoai savremenih osetljivijih motora sa unutranjim sagorevanjem za pogon automobila.

3.3. KISEONIK

Prisutnost kiseonika u gorivu je nepoeljna jer ne sagoreva, ve uestvuje u sagorevanju.

Nalazi se u vezan sa drugim elementima i ini ih negorivim (na primer voda), pa zato smanjuje efikasnost gorivih elemenata sa kojima je u jedinjenju to rezultuje smanjenjem toplotne vrednosti goriva.

24

3.4. BALAST

Postojanje balasta posebno je izraeno kod vrstih goriva, znatno manje kod tenih, a neznatno kod gasovitih goriva.

Gasovita goriva kao negorivu materiju sadre uglavnom vodenu paru kao i ugljen dioksid ili azot.

3.4.1. Azot

U fosilnim gorivima azot se nalazi u malim koliinama, od 0,7 do 1,3%, kao ostatak proteinske materije biljnog i ivotinjskog porekla u obliku organskih azotnih jedinjenja. Tokom sagorevanja azot se oslobaa u elementarnom stanju i ponaa se kao inertni sastojak, to znai da niti sagoreva niti daje toplotu. Negativno utie na aktivnost elemenata sa kojima je vezan, pa smanjuje toplotnu vrednost goriva. Meutim, u posebnim uslovima (visoke temperature i pritisci) moe stvarati nepoeljne azotove okside NOx koji imaju lo uticaj na ljude, pa se smatraju zagaivaima ivotne sredine.

3.4.2. Pepeo

Pepeo je po svom sastavu mineralna materija.

To je sloena smea sastavljena od karbonata kao i raznih oksida kalcijuma, magnezijuma i gvoa, kalcijum sulfata gipsa (CaSO4), silikata aluminijuma, magnezijuma, kalijuma i natrijuma, odnosno pirita (FeS2), natrijum hlorida (NaCl) i drugih.

Pepeo je nepoeljan jer:

smanjuje toplotnu vrednost goriva,

poveava trokove transporta goriva,

u neposrednoj okolini velikih potroaa moe predstavljati ekoloki problem zbog nagomilavanja veih koliina.

3.4.3. Vlaga

Vlaga je, kao i pepeo, nepoeljan sastojak goriva budui da mu smanjuje toplotnu vrednost. Prilikom sagorevanja deo toplotne energije se troi na isparivanje vlage i njeno pregrejavanje do temperature izduvnih gasova. Koliina vlage u razliitim gorivima varira, ali vrlo retko prelazi vrednosti od nekoliko postotaka.

Kod vrstog goriva moe biti:

gruba vlaga,

vezana ili higroskopska vlaga (vei udeo kod mlaih ugljeva) i

konstitucionalna vlaga (kristalna voda).

Kod tenih goriva moe biti u rastvorenom stanju ili u emulziji (u nafti i njenim derivatima).

U gasovitim gorivima se nalazi iskljuivo u obliku vodene pare ili dispergovanih vodenih kapljica.

25

26

IV Fosilna goriva

Fosil je okamenjena biljka ili ivotinja iz praistorijskih geolokih razdoblja, odnosno njihovi ostaci sauvani u sedimentima nakon taloenja u geolokoj prolosti.

Naziv fosilna ili mineralna goriva govori o njihovom nastanku. Pre mnogo miliona godina ostaci biljaka i ivotinja poeli su da se taloe na dnu mora, okeana ili u tlu. Sa vremenom je te ostatke prekrio sloj blata, mulja i peska. U tim uslovima razvijale su se dovoljno visoke temperature i veliki pritisci, to je predstavljalo idealne uslove za pretvaranje ostataka biljaka i ivotinja u fosilna goriva.

Krae, to su izvori energije koji su se formirali kao rezultat prekrivanja i posledinom transformacijom organskog materijala.

Glavne, i do danas jo uvek oite prednosti fosilnih goriva su:

raspoloivost,

bolja mogunost prilagoavanja potrebama, uskladitenja i transporta u prirodnom obliku,

manje investicije za izgradnju postrojenja za njihovo dobijanje, transformaciju i upotrebu, kao i pogon i odravanje sa obzirom na instalisanu snagu.

Ipak, ire tehnike mogunosti i jo uvek bolja ekonomska opravdanost korienja fosilnih goriva (u vezi sa razvojem metoda i postupaka) najvaniji su razlozi veeg korienja fosilnih goriva do sada tokom 20. i poetkom 21. veka to se vidi i na dijagramu udela pojedinih energetskih izvora kojima su lanice Evropske unije zadovoljavale svoje energetske potrebe u zadnjih dvadesetak godina, na Slici 4.1., i prognoza za sledeih dvadesetak godina.

Slika 4.1: Struktura potronje ukupne energije po izvorima u Evropskoj uniji

Prema poreklu, uobiajena je podela fosilnih goriva na:

a. prirodna (primarna) koja se koriste u stanju u kom se nalaze u prirodi i

b. vetaka (sekundarna) koja se pre upotrebe prerauju, prilagoavaju nameni.

Prema agregatnom stanju, razlikuju se:

27

1. vrsta,

2. tena i

3. gasovita goriva.

Prihvatanjem podele fosilnih goriva i prema poreklu i prema agregatnom stanju dobija se ema prikazana na Slici 4.2.

Slika 4.2: Podela fosilnih goriva prema agregatnom stanju i poreklu

28

V vrsta goriva

Ugalj je najrasprostranjeniji energent meu raspoloivim zalihama fosilnih goriva. Sa obzirom na poznate i raspoloive zalihe, zastupljenost u potronji znatno je manja u odnosu na tena i gasovita goriva uprkos relativno niskoj ceni, sigurnom transportu i jednostavnim tehnologijama za konverziju energije. Glavnim razlogom manje upotrebe bi se mogla smatrati nepraktinost za korienje u irokoj potronji. Zato se uglavnom koristi u velikim energetskim postrojenjima (termoelektranama) za proizvodnju elektrine i toplotne energije.

Slika 5.1: Pogled na povrinski kop uglja [12]

Na alost, eksploatacija uglja ima veliki neeljeni ekoloki uticaj, kako pri iskopavanju, Slika 5.1., tako i pri upotrebi, Slika 5.2., zbog tetnih produkata sagorevanja:

emisije gasova u atmosferu, a i

ostataka sagoravanja (pepeo) koji ponekad sadre sastojke koji zrae.

Ugalj se, prema nainu dobijanja, moe podeliti na prirodni i vetaki.

Slika 5.2: Pogled na krajolik uz velike potroae uglja

29

Prirodni ugalj je vrsto gorivo koje je nastajalo u prirodi milionima godina sporim (ili brzim) procesom karbonizacije pougljenjavanjem preteno ostataka kopnenog bilja, Slika 5.3. Prema jednoj od teorija, ugalj je nastao metamorfozom biljnih materija u vreme nastanka pojedinih ugljeva pre 3 do 300 miliona godina.

Slika 5.3: Poetak procesa stvaranja uglja

Dugogodinjim delovanjem bakterija (bez prisustva kiseonika) na drvenu masu koja je stecajem prirodnih okolnosti dospela u podzemlje stvarao se treset. Nastavkom pougljenjavanja uz postojee pritiske i visoke temperature odvijao se pratei hemijski proces izdvajanja vode i gasova najee metana (CH4) i ugljenik monoksida (CO) pri emu je nastajao ugalj, Slika 5.4.

Slika 5.4: Ugalj

5.1. PODELA UGLJEVA

Ugalj nije ni jednostavna ni homogena masa, nego sloena i heterogena formacija. Za ocenu kvaliteta uglja odreuju se njegova fizika svojstva, a pod mikroskopom i graa kao i meusobni odnosi glavnih sastojaka.

Skladno tome, postoje brojne podele ugljeva. Gotovo svaka razvijena zemlja koristi vlastitu podelu prilagoenu vlastitim prilikama ugljevima kojima raspolae ili tehnolokim postupcima u kojima se u vlastitoj industriji ugalj koristi.

Najgrubljom podelom na osnovu stepena pougljenja i razlika u geolokoj starosti, ugalj se esto deli na:

30

treset,

smei ugalj i

kameni ugalj.

Treset se ne smatra pravim ugljem. To je geoloki najmlae fosilno gorivo. Njegova su leita mesta na kojima se nakupilo i gde je bez prisustva vazduha uginulo bilje iz najblie prolosti. Treset je laka, upljikava, kompresibilna i elastina masa biljnih ostataka. Mekan je dok je vlaan, tvri i lako drobljiv kad je suv, smee, ukaste i crne boje. Unutar debljih naslaga treseta razlikuju se slojevi prema starosti i vrstama bilja. Obino je najmlai treset vlaknast, lisnat ili mahovinast, a stariji je gust, amorfan, smolast ili jetrenast. U sveem tresetu maseni udeo vode je 90%, a udeo ugljenika raste sa dubinom sloja. Sa obzirom na malu toplotnu vrednost, treset nije rentabilno prevoziti, pa se iskoriava direktno u termoelektranama izgraenim uz velika nalazita.

Smei ugalj pripada humusnom uglju. Vrlo bogatim leitima raznovrsnog smeeg uglja raspolau SAD, Kanada, Nemaka, Meksiko, eka i Slovaka.

Smei ugalj se deli na:

ugalj sa sastojcima drvenog sastava ili meki smei ugalj, odnosno lignit, i na

ugalj bez sastojaka drvenog sastava ili tvrdi smei ugalj.

Lignit se deli na:

zemljasti i

kriljasti lignit.

Zemljasti lignit zemljaste je strukture, neravnog i tupog preloma. Stajanjem na otvorenom gubi utu ili smeu boju, a gubitkom vlage mrvi se i raspada. Pri otkopavanju daje dosta sitnei i praine, a moe se oplemeniti briketiranjem.

kriljasti lignit ima kriljasti prelom, ne gubi boju i vrlo se retko raspada u prainu. To je tresetasti ugalj, a pojedini slojevi tog lignita ponekad sadre i vie od 50% treseta. Lokacije vanijih leita mineralnih sirovina u Republici Srbiji, ukljuujui lignit, mogu se videti na Slici 5.5.

Tvrdi smei ugalj se deli na:

obini,

sjajni i

zemljasti smei ugalj.

Obini (tamni) smei ugalj je kompaktan, sme ili crn, sa tamnim sjajem na poprenom vertikalnom preseku, dok su povrine na horizontalnom preseku jo tamnije. Ne raspada se i ne gubi boju. Presek mu je etvrtast, ree kriljast ili koljkast.

Sjajni (svetli) smei ugalj je najtvri i najkompaktniji meu smeim ugljevima. Crn je i spoljanjim izgledom lii na kameni ugalj. Ima svetao etvrtast ili koljkast presek.

Zemljasti smei ugalj je vrsta smeeg uglja bogata bitumenom. Amorfan je i prainast, lako se drobi, ute je do smee boje. esto sadri fosilne smole.

Osim navedenih, postoje i jo neke posebne vrste smeeg uglja (disodil, piropisit, rabdopisit, marahunit, smolinasti ugalj, gagat).

31

Kameni ugalj se od smeeg uglja razlikuje po spoljanjem izgledu, vrstoj strukturi, obino crnoj ili sivocrnoj i smeosivoj boji. Kameni ugalj moe biti sjajan, mutan ili vlaknast i esto kockastog ili sitnoprizmatinog preseka. Najvie kamenog uglja ima na prostoru Rusije, u SAD-u, Kini, Kanadi, Nemakoj, Velikoj Britaniji i Poljskoj.

Geologija razlikuje razne vrste kamenog uglja kao to su:

plameni ugalj, koristi se kao gorivo u plamenim peima, sadri 40% sagorljivih supstanci,

gasni ugalj, koristi se za proizvednju svetleeg gasa, sadri 32-35% sagorljivih supstanci,

masni ugalj, koristi se za proizvodnju metalurkog koksa, sadri 18-28% sagorljivih supstanci,

posni ugalj, koristi se kao gorivo u kotlovima i peima, sadri 10-18% sagorljivih supstanci,

antracit, najstarija vrsta kamenog uglja, koristi se kao gorivo u kotlovima i peima, sadri 4-10% sagorljivih supstanci. Bogat je ugljenikom, toplotna mo 35 500 kJ/kg.

Iz prethodno navedene detaljne podele ugljeva na vrste i podvrste, u mainstvu je uobiajena pojednostavljena podela. Ona se zasniva na vremenu nastanka ugljeva, trajanju i uslovima pougljenjavanja tako da se razlikuju sledee vrste ugljeva (hronolokim redosledom od najmlaeg ka starijim):

treset,

lignit,

smei ugalj,

kameni ugalj,

antracit i

grafit.

Na slici 5.5. prikazan je sastav gorive materije navedenih vrstih goriva, uz uvrtenu i suvu drvenu masu. Prikazani maseni udeli u postocima se odnose iskljuivo na gorivu materiju (bez pepela i vlage).

Slika 5.5: Hemijski sastav gorive materije nekih vrstih fosilnih goriva u poreenju sa drvetom

Maseni udeo vlage u kamenom uglju retko je vei od 7%, u smeem 15%, a u niskokalorinom lignitu redovno veoma visok, od 30 do 60%. Da bi se smanjili trokovi

Lignit

Maseni udeo, %

Antracit

Kameni ugalj

Treset

Drvo

32

transporta i poveala toplotna vrednost, ako ekonomska analiza pokae isplativost, primenjuje se suenje lignita pri emu mu se smanjuje sadraj vlage na oko 20%.

U Tabeli 4.1. prikazane su vrednosti donjih toplotnih vrednosti nekih vrstih fosilnih goriva i drveta i vreme njihovog nastanka.

Tabela 5.1: Prikaz donjih toplotnih vrednosti vrstih fosilnih goriva u poreenju sa drvetom

vrsta vrstog goriva donja toplotna vrednost (MJ/kg)

vreme nastanka

drvo 14,7 treset 7-9 30 miliona godina lignit 8-12 30-60 miliona godina

smei ugalj 13-24 30-60 miliona godina mlai kameni ugalj 29-32 150 miliona godina stariji kameni ugalj 32-36 170-220 miliona godina

antracit 36-38 250-300 miliona godina grafit preko 38 350 miliona godina

5.2. NALAZITA UGLJA

Dva velika pojasa nalazita kamenog uglja obavijaju Zemlju. Jedno nalazite je na severnoj hemisferi i polazi od severnoamerikog kontinenta, preko srednjeg dela Europe i biveg SSSR-a do Kine. Drugi pojas polazi od junog Brazila, preko june Afrike do istone Australije. Pripadaju mu i nalazita u Indiji.

Svetske rezerve kamenog i mrkog uglja procenjuju se na preko 500 milijardi tona. Najvee rezerve (oko 73%) nalaze se u:

SAD-u,

Rusiji,

Kazahstanu,

Australiji,

Kini i

Indiji.

Svetske rezerve lignita iznose oko 470 milijardi tona, a najvee rezerve (oko 80%) nalaze se u:

SAD-u,

Nemakoj,

Rusiji,

Australiji i

Kini.

Pre stotinjak godina, poetkom 20. veka, procene zaliha uglja govorile su da ga ima za jo 30 do 50 godina. Meutim, prema dananjim podacima o aktuelnoj potronji, poznatim rezervama i uz upotrebu savremenih tehnologija vaenja ima ga za jo 300 godina.

33

U Republici Srbiji je poznato nekoliko lokacija na kojima se uglavnom vadi lignit, to se vidi na karti prikazanoj na Slici 5.6.

Slika 5.6: Lokacije nekih nalazita u Republici Srbiji

Rezerve uglja u Srbiji su procenjene na preko 22 milijarde tona (sa Kosovskim basenom). Meutim, najvei deo rezervi otpada na nisko kalorini lignit (preko 97%), manji deo na srednje kalorini mrki ugalj i najmanji na visoko kalorini kameni ugalj.

Najvei deo potreba za ugljem u industriji i domainstvima u Srbiji obezbeuje se iz domaih izvora (95%). Proizvodnja kamenog i mrkog uglja obavlja se iskljuivo u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom (JP PEU Resavica). Proizvodnja lignita odvija se u rudnicima sa podzemnom, povrinskom eksploatacijom (povrinski kopovi Kolubara i Kostolac) i rudniku sa podvodnom eksploatacijom (Kovin).

Procenjene rezerve lignita u Kosovskom basenu su oko 14 milijardi tona (domai strunjaci). Lokacije vanijih leita mineralnih sirovina u Republici Srbiji prikazane su na Slici 5.7.

34

Slika 5.7: Lokacije vanijih leita mineralnih sirovina u Republici Srbiji

35

5.3. PRERADA I OPLEMENJIVANJE UGLJA

Ugalj izvaen iz rudnika povrinske eksploatacije osim gorivih sastojaka sadri odreenu koliinu negorivih materija, pa se relativno esto mora podvrgavati postupcima pripreme i suenja.

Postupcima pripreme se sirovi ugalj odvaja na ugalj, smeu ugljeva i balast (jalovinu). Nakon toga sledi proces sortiranja na krupniji i sitniji ugalj. Ako je proizvedeni ugalj nie toplotne vrednosti, pa iz rudnika ide direktno u termoelektranu, u nju redovno stie bez posebne pripreme. Ako se radi o uglju koji ima veu toplotnu vrednost, onda se termoelektranama isporuuje sitniji ugalj, a krupniji se distribuie ostalim potroaima.

Briketiranje je proces okrupnjavanja ugljene praine pod pritiskom (od nekoliko stotina bara) da bi se dobio pogodniji oblik za upotrebu. Danas se taj postupak ne primenjuje esto, jer se termoelektrane grade u blizini rudnika i troe sve vrste i oblike ugljeva, pa i ugljenu prainu. injenica je da se ugalj na naim prostorima sve manje troi u industriji i domainstvima. Zamenili su ga gas, lo ulje i elektrina energija.

Posebnim postupkom moe se proizvesti i vetaki ugalj.

Najpoznatija vrsta vetakog uglja je koks. Uveliko se primenjuje u industriji jer je zbog visokog sadraja ugljenika kvalitetno gorivo i dobro redukciono sredstvo. Ovaj postupak se zove suva destilacija ili koksiranje i predstavlja postupak zagrevanja uglja bez prisustva kiseonika ime se dobijaju vrednija vetaka goriva u sva tri agregatna stanja:

koks i polukoks,

tenosti i

gasovi.

Postupak suve destilacije uglja odvija se najee u sledeim koracima temperaturnih intervala tako da na:

373 do 550 K isparava higroskopna vlaga,

550 do 575 K izdvajaju se voda vezana u hemijskim jedinjenjima, ugljen dioksid i sumpor u obliku sumporovodonika,

575 do 775 K izdvajaju se gorivi gasovi,

775 do 875 K nastaje polukoks i

875 do 1 215 K polukoks se pretvara u koks.

Od jedne tone uglja dobija se 750 do 850 kg koksa koji se razvrstava u klase po krupnoi.

Drugi po vanosti produkt suve destilacije je koksni gas. Od jedne tone uglja dobija se 300 do 340 m3 gasa ija je toplotna vrednost 18,4 do 19,3 MJ/m3. Koksni gas sadri 5 do 6% ugljen monoksida, 55 do 60% vodonika i oko 25% raznih ugljovodonika.

Posle preiavanja i odvajanja katrana 3 do 4%, benzola do 1% i amonijaka oko 1%, koksni gas se moe upotrebiti kao gorivo u industriji i domainstvima.

36

VI Tena goriva

Sva mineralna tena goriva dobijaju se u rafinerijama frakcionom destilacijom iz sirovog zemnog ulja nafte.

Tena goriva imaju najveu primenu u transportu i industriji jer odnos poznatih i raspoloivih zaliha i potronje nije bitno promenjen tokom poslednjih 30 godina. Takoe, napredak pripadajue ukljuene tehnologije uredno prati i omoguuje zadovoljenje rastuih potreba.

Osim derivata nafte u tena goriva ubrajaju se i vetaka tena goriva koja nemaju mineralno poreklo i koja se sastoje od ugljovodonika, ali i od grupa jedinjenja koja nisu ugljovodonici, sa obzirom da sadre i kiseonik (alkoholi, etri, ketoni).

Emisijom svojih produkata sagorevanja u atmosferu vrlo bitno utiu na okolinu, mada znatno manje nego ugalj. Meutim, i pre samog sagorevanja posebna dodatna opasnost okolini preti u sluaju izlivanja nafte, bilo na samom izvoru, bilo tokom transporta na mnotvu svetskih puteva do potroaa.

6.1. UOPTENO O NAFTI

Naziv nafta prihvaen je iz starogrkog ( kameno ulje), a verovatno potie i od staropersijske rei nafada, to se prevodi kao znojenje, odnosno znoj zemlje. Latinski naziv petroleum (kameno ulje) prvi put se susree u delu De Natura Fossilium koje je 1546. godine objavio nemaki minerolog George Bauer, poznat kao Georgius Agricola. Struni prihvaeni naziv je sirovo zemno ulje, a u obinom svakodnevnom govoru iroko je prihvaen izraz nafta. Re nafta esto, u argonu, netano znai i gasno ulje (dizel gorivo).

Nafta se u prirodi pojavljuje kao zapaljiva tenost u stenama razliite starosti, a sastoji se od meavine ugljovodonika razliite molekulske mase i drugih organskih komponenti. Kao vrsta fosilnog goriva, tamna je i viskozna tenost koja se obino pronalazi ispod povrine zemlje ili morskog dna. To je vrlo sloena smea alkanskih, cikloalkanskih i aromatskih ugljovodonika iji se sastav menja od nalazita do nalazita. U zavisnosti od vrste ugljovodonika koji se nalaze u nafti, postoje sledee nafte:

parafinske,

naftenske,

aromatske i

meovite baze.

Tenost je, ponekad i poluvrsta i moe biti vrlo razliitih boja. U reflektujuem svetlu pokazuje karakteristinu zelenu ili plavozelenu boju. Najee su zelenkaste, smee, smeezelene do smeecrne, gotovo crne boje, ree tamno ute, a poznate su i svetle, gotovo bezbojne nafte. to je nafta svetlija, ima vei udeo ugljovodonika niske take kljuanja, a nia joj je i gustina. Poveanjem koliine naftnih smola i vrstih ugljovodonika, sve je tamnija, poveava joj se gustina, viskoznost i molarna masa.

Gustina nafte, (g/m3) se menja od nalazita do nalazita u vrlo irokim granicama = 0,75 do 1,03 g/cm3, mada je najee = 0,82 do 0,95 g/cm3, pri emu presudan uticaj na gustinu

37

ima hemijski sastav nafte. Neke nafte su male viskoznosti, dok su druge vrlo viskozne tako da na normalnoj temperaturi uopte ne mogu da teku.

Naftu i neke njene produkte oveanstvo koristi ve hiljadama godina. Poznavali su je mnogi stari narodi i koristili je za konzerviranje, pa i balsamiranje (Egipani), kao lek, u brodogradnji kao premaz za zaptivanje brodova (Feniani), kao ratniko sredstvo (Grci grka vatra) i u graevinarstvu kao bitumenski malter sa dobrim izolacionim svojstvima.

Industrijsko korienje nafte zapoinje tek 1859. godine kad je Edwin L. Drake (Titusville, Pensilvanija) izveo prvo sondiranje u novom veku buenjem na dubinu od 23 m, uz dnevnu proizvodnju od oko 4 m3 nafte.

Dobijena nafta se irom sveta sve do 1885. godine uglavnom koristila u proizvodnji petroleja za osvetljenje i lo ulja. Tada zapoinje proizvodnja mineralnih mazivih ulja.

Tek krajem 19. veka zajedno sa razvojem motora sa unutranjim sagorevanjem zapoinje i proizvodnja benzina, a od tada i omasovljenje vaenja nafte.

Slika 6.1: Promene cena nafte na svetskom tritu od 1861. do 2010. godine

Dijagram na Slici 6.1. prikazuje kako se na svetskom tritu menjala cena jednog barela nafte u US$. Donja kriva prikazuje cenu barela u tadanjim US$, a gornja prema vrednosti US$ u junu 2011. godine. Odnos ove dve krive predstavlja inflaciju US$ u prikazanom periodu.

6.2. POSTANAK NAFTE

O postanku nafte postoji nekoliko teorija. Mnoge od njih meusobno se ne iskljuuju. Danas je opte prihvaena teorija prema kojoj je nafta nastala od masnih i votanih materija

38

razliitih sitnih ivotinjskih i biljnih morskih organizama (planktoni, mesne alge, ribe, itd.) koji su posle nakupljanja, nakon uginua, bili zatieni od propadanja zbog povoljnih uslova koji su vladali u vreme nastanka.

U sredini siromanoj kiseonikom poelo je, zbog delovanja anaerobnih bakterija, uz toplotu i povieni pritisak, razaranje belanevina i drugih lako raspadljivih organskih materija. Otpornije masne i votane supstance gomilale su se u obliku trulog mulja, a nanosom renog mulja ili prilikom geolokih promena prekrivali su se slojem zemlje. Pod pritiskom zemljanih slojeva, kod neto poviene temperature uz istovremeno katalitiko delovanje okoline, mast se pretvarala najpre u prabitumen, a zatim u naftu. Smatra se da procesi pretvaranja organske materije u naftu, ali i ugljovodonini gas, zapoinju na oko 65C, a prestaju na oko 160C (kada su temperature toliko visoke da razaraju lance i najjednostavnijih ugljovodonika). Najvei deo organske materije preao bi u nerastvorljivi ostatak nazvan kerogen, manji deo u bitumen koji je rastvorljiv, a samo jedan deo bitumena preao je u naftu i gas. Prisustvo sloenih visokomolekulskih jedinjenja (holesterola, hormona, hlorofila) koji nisu mogli nastati jednostavnom sintezom, dokazuje organsko poreklo nafte. Detalje navedene teorije potvrdio je i Engler koji je dobio vetaku naftu u laboratorijskim uslovima iz ribljih ostataka, uz povieni pritisak i temperaturu. Sastav slane vode, koja redovno prati naftu, svedoi o njenom morskom poreklu.

Sa druge strane, postoji teorija da nafta potie iz znatno veih dubina Zemlje, to jest da je nastala anorganskim putem u dubljim delovima litosfere ili na granici plata i litosfere. Tome u prilog govore nalazi nafte u vulkanskim podrujima (na Kamatki), nagomilavanje nafte u velikim dubinama u leitima sa magmatskim i metamorfnim stenama (Venezuela) i nalazi nafte u pukotinama litosfere u stenama na dnu Indijskog okeana.

6.3. OSNOVNA GRAA NAFTE

Sirove nafte su generalno vrlo sloene smee velikog broja razliitih ugljovodonika, a sadre i razliite primese. Od primesa nailazi se na razna organska jedinjenja koja u svojim molekulima imaju ugraen sumpor, azot i kiseonik, pa i teke metale, naroito gvoe, nikl i vanadijum. Sve nafte imaju vee ili manje koliine emulgovane vode ija koliina ponekad prelazi i 30%. Ukljuena slana voda redovno je zasiena raznim solima natrijuma, magnezijuma i kalcijuma. Nafta sadri i rastvorene gasove propan, butan i sumporvodonik. Generalno, za nafte sa veom koliinom sumpora se kae da su kisele i one se tokom prerade moraju posebno tretirati kako bi se koliina tetnih primesa u gotovim proizvodima svela na doputen (i propisan) nivo (pogledati Prilog).

Osnovni hemijski elementi u sirovim naftama su ugljenik i vodonik koji stvaraju razliita jedinjenja ugljovodonike. Odnos ugljenika i vodonika (C/H) je promenljiv. Ugljovodonici su uglavnom teni, uz razliitu promenljivu koliinu vrstih jedinjenja koja su rastvorena i dispergovana u tenoj komponenti. Porastom take kljuanja u standardnoj destilaciji broj ugljenika u ugljovodoniku naglo raste. Pritom njihova graa postaje sve sloenija, a molarna masa sve vea.

Poznato je da se prema grai molekula ugljovodonici mogu podeliti na dve velike grupe (i svaka na jo dve podgrupe):

1) alifatski (lanani) ugljovodonici,

39

a) parafini, izoparafini zasieni ugljovodonici i

b) olefini nezasieni ugljovodonici

2) prstenasti ili cikliki ugljovodonici,

a) naftenski zasieni ugljovodonici i

b) aromati nezasieni ugljovodonici.

Nezasieni ugljovodonici olefinskog reda retko su prisutni i u malim koliinama. Nezasieni jedinjenja se javljaju u znatnim koliinama tek tokom prerade nafte, naroito u postupcima termike i katalitike razgradnje cepanja.

6.3.1. Parafinski ugljovodonici

Parafinski ugljovodonici u naftama preteno su ravni lanci atoma ugljenika, sa atomima vodonika, dakle zasieni alifatski (lanani) ugljovodonici sa ravnim lancima. Ime dolazi od latinskog naziva parauum affinis, to se moe prevesti kao slabo skloni stvaranju jedinjenja. Njihova opta formula je:

CnH2n+2, gde je n = 1, 2, ..., n.

Zajedno sa izoparafinima ine glavni deo ugljovodonika kod benzina i dizel goriva:

od C1 do C4 u normalnim uslovima su gasoviti metan, etan, propan, butan,

od C5 do C17 su tenosti,

od C18 pa nadalje su vrste materije.

Strukturne varijante parafina su zasieni ugljovodonici sa ograncima (grananjem) i nazivaju se izoparafini. Alkani (parafini) su osnova nomenklaturnog sistema organske hemije. Poznato je da se kod alkana sa vie od tri ugljenikova atoma javlja konstituciona izomerija (gr. isos isti, meros deo).

Gasoviti i vrsti ugljovodonici su delimino rastvoreni u tenim, dok se oni najdui sa naroito velikim molarnim masama nalaze i dispergovani. Hlaenjem se izdvajaju u obliku parafinskog taloga od kog se pravo stearin (za votane proizvode svee, naftni voskovi za izolaciju i konzerviranje).

Primer osnovnih svojstava jednog zasienog ugljovodonika normalnog heksana C6H14:

taka kljuanja 342 K (69C),

temperatura samopaljenja 233,9C,

gustina = 0,662 kg/dm3.

Strukturna formula i model normalnog heksana C6H14 prikazani su na slici 6.2.

Slika 6.2: Molekul heksana (Beli atomi C, Crveni H)

40

Parafinski ugljovodonici, naroito oni vie molekulske mase, nosioci su visokog indeksa viskoznosti i otporni su na oksidaciju.

Zbog toga se nerazgranati molekul nekog alkana, na primer heksana, naziva normalni heksan, ili n-heksan, dok je razgranati heksan izomer heksana, ili izoheksan.

Za njih se moe koristiti univerzalna formula:

CnH2n+2, gde je n = 4, 5, ..., n,

to znai da imaju isti broj i odnos ugljenikovih i vodonikovih atoma kao i normalni parafini, ali se od njih razlikuju po grai molekula, Slika 6.3.

Slika 6.3: Molekul izoheksana(Beli atomi C, Crveni H)

Izomeri parafina, ili krae izoparafini, se razlikuju od parafina po nizu fizikih svojstava, kao to je taka kljuanja, specifina gustina, ali i po ponaanju u motorima sa unutranjim sagorevanjem (SUS). Na primer, izooktan je nekoliko puta otporniji na pojavu nepoeljnih detonacija od normalnog oktana.

6.3.2. Olefinski ugljovodonici

Olefini su nezasieni alifatski (lanani) ugljovodonici sa jednom ili vie dvostrukih veza u molekulu. Sa obzirom na broj tih veza, dele se na mono, di i poliolefine.

Opta formula monoolefina je:

CnH2n,

to znai da imaju 2 atoma vodonika manje od odgovarajueg zasienog ugljovodonika. Diolefinima nedostaju 4 atoma vodonika itd. Univerzalna formula diolefina je:

CnH2n-2.

U primeni olefini, kao nezasiena jedinjenja, pokazuju niz vanih svojstava:

Mnogo su nestabilniji od parafina. Lako reaguju sa kiseonikom, kiselinama i mnogim drugim jedinjenjima. Tim reakcijama konkretno gorivo menja svoja poetna svojstva. Poveava se korozivnost, menja im se isparljivost i niz toplotnih svojstava.

Pod uticajem poviene temperature ili uz neke katalizatore (na primer kiseline) mogu se polimerizovati, stvaraju talog, odnosno visokomolekulske teko rastvorljive materije koje se taloe na zidovima svih komponenata za napajanje gorivom rezervoara, cevovoda, preistaa.

Zbog svoje nestabilnosti olefini relativno retko opstaju u prirodnoj nafti, ali su esti u sintetikom benzinu, kao i u gasovima posle krekovanja nafte (proces objanjen u sekciji

41

6.6.2). Danas su veoma dobro poznati procesi kojima se jednostavno mogu zasititi, odnosno prevesti u zasiene i stabilne parafine.

6.3.3. Naftenski ugljovodonici

Nafteni (cikloparafini) su zasieni prstenasti ugljovodonici, to znai da su atomi ugljenika vezani u formi prstena.

Njihova opta formula je:

CnH2n.

U naftama se najee nalaze petolana i estolana prstenasta jedinjenja na koje je vezan jedan ili vie bonih parafinskih lanaca. U skladu sa tim, po svojim su svojstvima bliski parafinima. Hemijski su otporni i teko ulaze u reakcije sa drugim jedinjenjima. Ipak, sklonost ka hemijskim reakcijama raste sa poveanjem bonih lanaca to su oni dui, jedinjenja su nestabilnija, lake se cepaju i razgrauju.

Nalaze se u svim benzinima i dizel gorivima. Glavna dobra osobina benzina je njihova povoljna otpornost detonacijama, ali u skladu sa navedenim pravilom, otpornost opada sa duinom lanca. Imaju nisku taku stinjavanja i indeks viskoznosti.

Primer osnovnih svojstava jednog zasienog prstenastog ugljovodonika, cikloheksana C6H12, prikazanog na Slici 6.4, koji je bezbojna, bistra tenost, relativno prijatnog mirisa koji podsea na benzin, koji ima sledee karakteristike:

taka kljuanja 353 K (80C),

temperatura samopaljenja 245C,

gustina = 0,778 kg/dm3.

Slika 6.4: Molekul cikloheksana (Tamni atomi C, Beli H)

6.3.4. Aromatski ugljovodonici

Aromatski ugljovodonici, ili jednostavno aromati, nezasiena su prstenasta jedinjenja. Dobili su ime po aromatinim materijama (smolama) iz kojih su se jedinjenja te grupe u poetku dobijala. Obino se nalaze sa jednom ili vie aromatskih jezgara (prstena) u molekulu.

Njihova opta formula je:

CnHn.

U viim frakcijama nafte najee su vezani (kondenzovani) na naftenske prstenove. Na takve cikline strukture jo se nadovezuju parafinski lanci razliitih duina.

42

Primer osnovnih svojstava najjednostavnijeg aromata, benzena C6H6, koji se u nekim vrstama benzina moe nai u znatnijim koliinama:

taka kljuanja 353 K (80C),

taka topljenja 277,65 K (+4,5C),

gustina = 0,878 kg/dm3.

Strukturna formula molekula benzene, C6H6, prikazana je na Slici 6.5.

Slika 6.5: Molekul benzena(Crni atomi C, Beli H)

Sve sirove nafte sadre aromatske ugljovodonike u koliinama izmeu 10 i 40% (pa i vie). Jednostavna jedinjenja prisutna su samo u niim frakcijama nafte (benzin, petrolej), dok su u viim frakcijama redovno povezani u sloene aromatskonaftenskoparafinske molekule.

Ta su jedinjenja nosioci relativno velike gustine i niskog indeksa viskoznosti. Sagorevaju vrlo sporo i stoga oteavaju pojavu detonacije, pa su poeljni u gorivima za oto motore, a nepovoljni u dizel gorivu. Podloni su oksidaciji, pri emu nastaje komplikovan i nerastvorljiv talog bogat ugljenikom.

6.3.5. Jedinjenja koja sadre kiseonik

Jedinjenja koja sadre kiseonik ne pripadaju ugljovodonicima. esto imaju neto niu toplotnu vrednost jer je ulaskom kiseonika u molekul zapravo ve obavljena delimina oksidacija.

6.3.5.1. Alkoholi

Alkoholi nisu mineralnog porekla. Najpopularniji alkohol je etanol (poznat jo i kao etil alkohol, etil-alkohol, spirit ili u narodu jednostavno alkohol). Bezbojna je i zapaljiva tenost koja se u medicini koristi kao sredstvo za sterilizaciju (u koncentracijama od 70 do 80%) a i kao sastojak u alkoholnim piima (obino manje koncentracije).

Kao pogonsko gorivo obino se koriste alkoholi vee koncentracije, to jest preko 80%.

Etil alkohol ima hemijsku formulu C2H5OH:

taku kljuanja na 351,45 K (78,3C),

gustinu = 0,789 kg/dm3.

43

Strukturne formule molekula etil (C2H5OH) i metil alkohola (CH3OH) prikazane su na Slici 6.6. i slici 6.7.

Metil alkohol ima hemijsku formulu CH3OH i:

taku kljuanja na 337,65 K (64,5C),

gustinu = 0,791 kg/dm3.

Slika 6.6: Molekul etil alkohola (Crni atomi C, Crveni O, Beli - H)

Slika 6.7: Molekul metil alkohola (Crni atomi C, Crveni O, Beli - H)

Niski alkoholi (sa malo C atoma) sagorevaju isto i vrlo su otporni na detonaciju. Sa porastom duine lanca ugljenika pribliavaju se svojstvima ugljovodonika.

Poveavaju otpornost prema detonacijama i zato se kao mogue reenje, za podizanje oktanskog broja goriva (brojani pokazatelj kvaliteta motornog benzina sa obzirom na jednolinost sagorevanja), koriste kao primese benzinu. Postoji nekoliko vrsta goriva koje sadre etanol:

E5 sadri 5% etanola i 95% benzina. Ima oktansku vrednost od IOB1 95. Moe se koristiti bez ikakvih izmena na benzinskim motorima za pogon automobila.

E85 sadri 85% etanola, 14% benzina i 1% aditiva. Ima oktansku vrednost od IOB 104. Sa obzirom na niu toplotnu vrednost vie se troi da bi se dobila ista koliina potrebne energije, pa toj injenici treba prilagoditi ureaj za napajanje gorivom. Modifikacija se sastoji u ugradnji elemenata koji osiguravaju vei protok goriva (vee brizgaljke umesto benzinskih). Ovo gorivo se moe koristiti u rasponu spoljanjih temperatura od -25C do +78C.

o U Srbiji ga jo nema na pumpama zbog neizgraene infrastrukture. o Cena u Evropskoj uniji je oko 0,8 /l (mart 2015). o Glavnim nedostatkom se smatra vea potronja E85 za oko 30% u odnosu na

benzin, a glavnom prednou to to je u pitanju obnovljiv izvor energije koji ima svoju budunost.

1 Istraivaki oktanski broj (IOB). Detaljnije je objanjen u poglavlju 8.2.1.

44

E96 sadri 96% etanola i 4% vode. Ima oktansku vrednost od IOB 118. Da bi se ovo gorivo koristilo u automobilima, potrebno je napraviti istu modifikaciju ureaja za napajanje gorivom kao i kod upotrebe E85, sa obzirom na bitno poveanje potrebne koliine goriva (i do 40%). Ovo gorivo se moe koristiti u rasponu spoljanjih temperatura od +13C do +78C, to znai da se u praksi koristi samo leti. Zimi je neophodno predgrejavanje i vazduha i goriva.

o Ima odlina rashladna svojstva i manje tetne izduvne gasove u odnosu na benzin.

o Cena u Evropskoj uniji trenutno je oko 0,6 /l. o Glavni nedostatak je vea potronja.

Etanol se moe dobiti na vie naina:

fermentacijom voa,

fermentacijom povra ili

fermentacijom biorazgradivog otpada,

a nakon toga destilacijom. Ekonomski gledano, taj proces je neefikasan i skup. U naem podneblju dobro je poznat kao tradicionalno peenje rakije, odnosno prepeenice. U industrijskom dobijanju koristi se primena procesa ekstrakcije iz zemnog gasa metana (CH4).

6.3.5.2. Etri

Etri su jedinjenja sa kiseonikom koji se koriste kao dodatak za poveanje snage gorivu ili kao pomoni dodatak za paljenje.

Dietiletar ima hemijsku formulu C2H5-O-C2H5, a:

taku kljuanja na 308 K (35C),

gustinu = 0,714 kg/dm3.

Strukturna formula molekula dietiletra prikazana je na Slici 6.8.

Slika 6.8: Molekul dietiletra (Crni atomi C, Crveni O, Beli - H)

6.3.5.3. Ketoni

Ketoni su jedinjenja sa kiseonikom koji se koriste kao dodatak za poveanje oktanskog broja, odnosno za poveanje otpornosti na detonaciju.

Aceton, ili dimetilketon, ima hemijsku formulu CH3-CO-CH3, a:

taku kljuanja: 56,5C,

gustinu = 0,792 kg/dm3.

45

Strukturna formula molekula acetona prikazana je na Slici 6.9.

Slika 6.9: Molekul acetone (Sivi atomi C, Crveni O, Beli - H)

6.4. NALAZITA NAFTE

Nalazita nafte ima gotovo u svim krajevima sveta. Nafta se stvarala u svim geolokim formacijama u kojima je bujao ivot. U skladu sa teorijom o postanku nafte, njena nalazita se nalaze u sedimentnim slojevima onih prostranstava gde su nekada bila mora.

Ta su nalazita retko autohtona. Pod uticajem vlastite mase i gravitacije ili pod pritiskom zemnog prirodnog gasa, nafta putuje (migrira) sa mesta svog postanka, primarnog leita, kroz podzemne upljine i pukotine nastale tektonskim promenama Zemljine kore, prema sekundarnim, alohtonim leitima. Nafta pod zemljom vrlo retko ispunjava neke uplje prostore, kao to se esto misli, a nikada se ne nalazi u vidu nekih podzemnih jezera. Ona se nalazi uglavnom upijena u porama sedimentnog kamenja, kao to su peenjaci, vapnenci, dolomiti. Leita nafte se mogu oekivati u sedimentnim stenama koje su povezane migracionim putem sa podrujima gde je u geolokoj prolosti taloena velika koliina organske materije u anaerobnim uslovima. Ali, nisu samo sedimentne stene leita nafte. To mogu biti i magmatske i metamorfne stene, ali poto one nisu izgraene od zrna i zato nemaju primarnu poroznost, uslov je da su one tektonski razlomljene u toj meri da se razvila bitna sekundarna poroznost u kojoj se onda mogu nakupljati fluidi, pa i nafta.

Dubina naftonosnih slojeva je razliita od nekoliko desetina metara do nekoliko kilometara. to je vea dubina, vei je i pritisak pod kojim se nafta nalazi. Sa gledita ouvanja leita nafte, vea dubina je prednost jer spreava dodir sa kiseonikom koji moe da degradira naftu u leitima. Sa druge strane, poveani pritisak moe uzrokovati velike probleme kod buenja zbog pojava erupcije nafte i naroito gasa. Dobar deo plitkih nalazita je ve poprilino iscrpljen, a sada se dospeva do sve veih dubina. Najdublja do sada postignuta buotina od 12 376m nalazi se u Chayvo nafnom polju (Rusija).

Na Slici 6.10. prikazana je karta sveta sa podacima i utvrenim regionalnim rezervama nafte na poetku 21. veka u milijardama barela (1 barel 0,159 m3).

46

Slika 6.10: Utvrene rezerve nafte na poetku 21. veka

Vrlo je esto pitanje koliko je nafte jo preostalo i koliko dugo e je jo biti ako se nastavi troiti tempom kojim se troi danas. Mnogi dobri poznavaoci ove oblasti su skloni povezivanju odgovora na ovo pitanje sa cenom nafte: bie je onoliko kolika joj bude cena. Ostane li cena niska tako da nema prostora za investiranje u proizvodnju i preradu, nafte i njenih derivata nee biti dovoljno za zadovoljavanje svih potreba oveanstva.

Inae, na poetku 21. veka moe se sa dovoljno tanosti utvrditi da svet troi jo uvek neto manje od 4 milijarde tona nafte godinje. Istovremeno, procenjuje se da svet danas ima zalihe koje su pristupane savremenim tehnolokim mogunostima pri vaenju nafte u iznosu od oko:

350 milijardi tona lake nafte,

600 milijardi tona teke nafte.

I povrnom analizom navedenih podataka moe se zakljuiti da je i sa naftom vrlo slino stanje kao i sa ugljem ije se zalihe danas procenjuju na oko 300 godina. Posednici nafte i naftna industrija plaili su svet navodnim brzim iscrpljivanjem svetskih naftnih zaliha i omoguili realizaciju svojih ciljeva visoke cene. Meutim, visoke cene nafte nemaju iskljuivo negativan uticaj. Upravo su promene cena nafte dovele do najvanijeg doprinosa razvoju svesti ljudskog drutva i po pitanjima razvoja energetskih izvora, ali i po pitanjima zagaenja okoline.

6.5. OTKRIVANJE I VAENJE NAFTE

Nafta jo uvijek izbija na nekim mestima sama iz zemlje. Takva prirodna vrela vie nisu vana za proizvodnju nafte, jer ukupno daju tek zanemarljive koliine.

Generalno, savremena tehnika buenja razvila se iz runog buenja (obavljanog u potrazi za soli i vodom). Sva se buenja danas izvode mainama. Prva buenja bila su obavljana na osnovu oskudnih istraivakih indikatora uz vrlo este promaaje. Danas se pre otvaranja leita sprovode geoloka i geofizika istraivanja koja daju podatke o strukturi i litologiji

47

podzemnih stena. Nove tehnologije omoguavaju poveanje preciznosti kod pronalaenja nafte, a to rezultuje manjim brojem potrebnih buotina i znatno smanjuje broj negativnih.

Postoje dva naina buenja:

udarno i

rotaciono.

Kod starijeg, udarnog buenja, se dleto, privreno na donjem kraju alatki, dizalo 0,3 do 0,4 m, a zatim se putalo da slobodno padne na dno buotine. Savremeno rotaciono buenje gotovo je potpuno potisnulo starije udarno buenje, posebno kada se ele dostii dubine od nekoliko hiljada metara. Posebna burgija, privrena na kraju cevi, svojim rotacionim kretanjem mrvi kamen i prodire u dubinu. Kada cev ue celom svojom duinom u zemlju, na nju se cevnom spojnicom nadovezuje druga cev. To se ponavlja tako dugo dok buotina ne dostigne naftonosni sloj.

Iznad buotine nalazi se toranj gvozdene konstrukcije, visok i do pedeset metra, kako se vidi na Slici 6.11. (na kopnu) i Slici 6.12. (na moru), sa dizalicama za pridravanje i izvlaenje alatki i cevi, kao i sa pogonskim i kontrolnim ureajima. Za vreme buenja izdrobljeni materijal se neprestano ispira sa dna buotine, i to jakim mlazom retke suspenzije gline u vodi koja se utiskuje u cev.

Da se buotina ne bi zaruila, u nju se sputaju zatitne cevi. Od prodora slojnih voda buotine se zatiuju betoniranjem. Kad buotina dopre do naftonosnog sloja, nafta navire u buotinu terana prirodnim pritiskom koji ako je dovoljno veliki moe izbaciti naftu na povrinu. Kod vrlo visokih pritisaka nastaju snane erupcije, pri emu se mlaz nafte die i desetak metara iznad povrine zemlje. Takve divlje erupcije nekad su esto izazivale katastrofalne poare koje je bilo vrlo teko, pa i nemogue ugasiti. Danas se to spreava posebnim ureajima koji zatvaraju sondu i reguliu pritisak za izlaenje nafte.

Kod nedovoljnih pritisaka nafta se mora crpeti uz pomo pumpi.

Naftonosni sloj se nikada ne moe potpuno iscrpiti. Kada se pritisak nafte u leitu izjednai sa pritiskom u buotini, nafta prestaje da pritie. Velike koliine nafte koje uprkos svim savremenim metodama vaenja ostaju u zemlji (i vie od 50%) mogle bi se izvaditi samo na rudarski nain, to je, naravno, neizvodljivo.

Zato se danas sve vie koriste napredne metode crpljenja nafte koje se objedinjuju pod nazivom sekundarne i tercijarne metode poveanja iscrpka iz naftnih i gasnih leita. Najea takva metoda je utiskivanje vode u naftno leite, ime se poveava pritisak okolnog akvifera pa se nafta ponovo potiskuje prema povrini. Umesto vode mogu se utiskivati i gasovi poput ugljen dioksida ili inertnog azota. Ponekad, ali retko, nafta se u leitu moe delimino zapaliti ime se smanjuje viskoznost, ponovo poveava pritisak pa se stvaraju uslovi koji omoguavaju dodatno crpljenje ostataka nafte.

48

Slika 6.11: Kopneni naftni toranj

Slika 6.12: Morska naftna platforma

6.5.1. Mogue pretnje okolini pri dobijanju nafte

Veliki problem prilikom buenja i prevoza nafte do korisnika, kupaca i rafinerija je mogunost njenog isticanja u okolinu. Od 1990. godine vai zakonska obveza da svaki novi izgraeni brod za prevoz nafte, tanker, mora imati dvostruku ljusku da bi se spreilo

49

izlivanje nafte u more prilikom eventualne havarije. Uprkos svim poboljanjima tehnologije buenja i transporta, jo uvek se dogaaju izlivi nafte u more, a to rezultuje gotovo potpunim unitenjem biljnog i ivotinjskog sveta u tom delu mora.

Posle eksplozije i potonua naftne platforme Horizon u aprilu 2010., nafta je nekontrolisano isticala ugroavajui ekoloki sistem u Meksikom zalivu i na junim obalama Sjedinjenih Amerikih Drava. Iz buotine se dnevno izlivalo gotovo 1000 t sirove nafte (Slika 6.13).

Iako je zagaenje mora isticanjem sirove nafte veliko, u poreenju sa zagaenjem vazduha korienjem naftnih derivata je zanemarivo. Prilikom sagorevanja naftnih derivata oslobaaju se velike koliine ugljen dioksida u atmosferu. Ugljen dioksid je gas staklene bate i njegovim isputanjem u atmosferu utie se na poveanje globalne temperature na Zemlji, Slika 2.5. Zbog tog problema doneen je Kyoto protokol, ali ga najvei zagaivai jo uvek nisu ni prihvatili ni potpisali.

Slika 6.13: Fotografija sa prikazom zagaenja mora naftom u Meksikom zalivu u aprilu 2010. godine

6.5.2. OPEC i ostali proizvoai nafte

Vanost u savremenoj ekonomiji (energetici, industriji, trensportu, poljoprivredi) vrlo je rano izazvala monopolizaciju naftne ekonomske grane. Stvoreni su snani koncerni, multinacionalne kompanije petrohemijske industrije koje danas upravljaju svetom (Standard Oil, Shell, Texaco, Gulf, British Petrol itd.). Beskrupulozno se izazivaju krize i ratovi u borbi za profitom, pa su mnoge zemlje Bliskog i Srednjeg istoka kao i June Amerike bile poprite krvavih ratova i politikih kriza a neke su jo i danas. rtve su redovno ekonomski nerazvijenije i slabije zemlje. Neke su se u drugoj polovini prolog veka uspele nakratko osloboditi prevlasti naftnih kartela nacionalizacijom svojih prirodnih izvora nafte i postrojenja za preradu, ali tamo gde su rezerve najvee monici pronalaze naine kako ne bi ispustili iz svoje vlasti bogatstvo koje bi trebalo da pripada i drugima. Sa obzirom da je nafta danas u svetu jedan od najvanijih stratekih proizvoda (obino se naziva crno zlato), zemlje proizvoai nafte imaju veliku mo u geopolitikim odnosima, a kontrola nad izvorima nafte jedan je od bitnih uzroka kriza u svetu.

50

Slika 6.14: Svetska mapa lanica OPEC-a

Slika 6.15: Zgrada sedita OPEC-a u Beu

Zemlje koje su najvei izvoznici nafte (ali ne uvek i preraivai) osnovale su interesnu zadrugu OPEC (Organization of the Petroleum Exporting Countries) 1960. godine. To je meunarodna organizacija koju ine Alir, Indonezija, Irak, Iran, Kuvajt, Libija, Nigerija, Katar, Saudijska Arabija, Ujedinjeni Arapski Emirati i Venecuela. Tokom godina broj lanica OPEC-a se menjao, a trenutno ih je 11 (Slika 6.14). Od 1965. godine sedite OPEC-a nalazi se u Beu (Slika 6.15). Budui da je izvoz nafte najvaniji deo ekonomija tih drava, odravaju se minimalno dva sastanka godinje na kojima se odreuje optimalna koliina proizvodnje. lanice OPEC-a proizvode oko 40% ukupne svetske proizvodnje nafte, a u potvrenim zalihama imaju tri etvrtine ukupno potvrenih zaliha u svetu.

Glavni cilj te organizacije prema njenom statutu je koordinacija i ujednaavanje naftne politike zemalja lanica i:

ustanovljavanje najboljih naina za ouvanje njihovih interesa, pojedinano i kolektivno,

smiljanje naina i sredstava za stabilizaciju cena na meunarodnim naftnim tritima sa ciljem uklanjanja tetnih i nepotrebnih fluktuacija cena,

stalna briga o interesima zemalja proizvoaa i nunost osiguranja stalnog prihoda zemalja proizvoaa,

efikasno, ekonomino i stalno snabdevanje naftom zemalja potroaa, kao i

pravedan povrat uloenog kapitala onima koji ulau u naftnu industriju.

51

2004. godine je prihod zemalja OPEC-a od izvoza iznosio 338 milijardi dolara, to je veliko poveanje u poreenju sa 1972. godinom i prihodom od 23 milijarde dolara, odnosno 140 milijardi dolara 1977. godine.

Zemlje, veliki proizvoai nafte, koje nisu lanice OPEC-a su:

u Evropi Norveka, Rusija i Velika Britanija,

u Severnoj Americi Kanada, Meksiko i Sjedinjene Amerike Drave,

na Bliskom Istoku Oman i Jemen,

u Africi Angola i Ekvatorska Gvineja,

u Junoj Americi Brazil,

u Okeaniji Istoni Timor i Australija i

u Aziji Brunej, Indonezija, Kazahstan i Azerbejdan.

U sledeim Tabelama prikazano je stanje potronje, proizvodnje i zaliha nafte u 21. veku. Prikazani podaci su promenljivi (zbog stanja na vrlo dinaminom svetskom tritu) i treba ih uzeti samo informativno radi dobijanja predstave o redu veliina dnevne proizvodnje, relativnim meusobnim odnosima i okvirnom redosledu zemalja koje su najvei proizvoai.

Tabela 6.1: Najvei svetski proizvoai nafte

Drava dnevna proizvodnja

106 barela 106 m3 1. Sa