ОБНОВЉИВИ ИЗВОРИ ЕНЕРГИЈЕ

 Обновљивим изворима енергије називамо оне природне изворе енергије који се у целости или делимично обнављају у одређеном временском интервалу. Очување енергије је од суштинске важности, јер прекомерним, несмотреним коришћењем уништавају се природна богатства која се неповратно троше да би се та енергија добила, прерадила и транспортовала до потрошача.

Развој обновљивих извора енергије важан је из неколико разлога:

  • имају врло важну улогу у смањењу емисије угљендиоксида у атмосфери,
  • повећање удела обновљивих извора енергије повећава енергетску одрживост система,
  • њихово коришћење помаже у побољшавању сигурности доставе енергије јер смањује зависност од увоза енергетских сировина и електричне енергије.

Поред еколошког, употреба обновљивих извора енергије има и економски значај – може допринети смањењу увоза фосилних горива, развоју локалне индустрије и отварању нових радних места, али и омогућити уштеде домаћинствима. Главно питање је како да се повећа производња и потрошња енергије из обновљивих извора енергије а да се, пошто је таква производња скупа, битније не повећају цене и оптерете грађани.

Обновљиви извори енергије се експлоатишу с циљем производње електричне, топлотне и механичке енергије, а њихова значајна карактеристика јесте нешкодљивост за околину.

Република Србија располаже обновљивим изворима енергије Сунца, воде, ветра, геотермалне енергије и биомасе.

ЕНЕРГИЈА СУНЦА

Већина облика енергије настала је или настаје деловањем зрачења Сунца, нпр. фосилна горива су акумулирана енергија зрачења Сунца која су дошла до Земље пре милион година. Када говоримо о енергији зрачења Сунца подразумева се на њено искоришћење у тренутку када дође до Земље, то је

непосредно искоришћавање зрачења Сунца.

Соларна енергија је енергија сунчевог зрачења коју примамо у облику светла и топлоте, а која соларном технологијом обезбеђује топлоту, светлост, топлу воду, струју и хлађење објеката до којих се дистрибуира као енергент обновљивог извора.

Технички потенцијал соларне енергије у Србији

Ова енергија  је око 170 пута већа него енергија у укупним резервама угља у свету. То је огромни енергетски извор којим се могу задовољити енергетске потребе за веома дуго време. Енергија зрачења која допире до површине Земље зависи у првом реду о трајању инсолације (трајању сијања Сунца, односно о времену кроз које се Сунце налази изнад хоризонта). Трајање инсолације зависи од географске ширине и од годишњег доба. Разлика између времена изласка и времена заласка Сунца даје време трајања инсолације којој је изложена хоризонтална и незаштићена површина. Оно износи за нашу земљу око 15 часова лети и око 9 часова зими. Стварно трајање инсолације је знатно краће због појаве облака и магле, али и због стања атмосфере на посматраном подручју (загађеност). Она се разликује за површине које су постављене хоризонтално, вертикално, или под неким углом у однусу на површину Земље. Нпр. реално трајање инсолације за Београд (на хоризонталну површину) износи 2.071 часова годишње, од тога 70.5% у периоду од априла до септембра месеца и 29.5% у периоду од октобра до марта.

Број часова сунчевог зрачења на територији Републике Србије износи између 1.500 и 2.200 часова годишње. У производњи електричне енергије основно техничко ограничење представља могућност електро-енергетског система да ову енергију прихвати у летњим месецима јер је у питању варијабилна производња. На основу тренутно расположивих капацитета електроенергетског система Републике Србије за обезбеђење терцијалне резерве усвојено је да је максимални технички искористив капацитет соларних електрана 450 МW, односно, њихов технички искористив потенцијал износи 540 GWh/годишње.

Као извор енергије Сунчево зрачење је повољније од ветра с обзиром на предвидивост појаве, али је неповољније с обзиром на то да зрачења нема у току ноћи, те да је мање интезивно током зиме када је потрошња енергије највећа. Постројења могу радити само у току дневног циклуса, што се не поклапа са ритмом потражње енергије. Морају се градити додатна постројења или осигурати акумулацију енергије помоћу које би вршили снадбевање потрошача ноћу.

Основни принципи директног искориштавања енергије Сунца су:

  1. соларни колектори – припремање вруће воде и загревање просторија
  2. фотонапонске ћелије – директно претварање сунчеве енергије у електричну енергију
  3. фокусирање сунчеве енергије – употреба у великим енергетским постројењима

Соларни колектори

Соларни колектори претварају сунчеву енергију у топлотну енергију воде (или неке друге течности). Системи за грејање воде могу бити или отворени, у којима вода коју треба загрејати пролази директно кроз колектор на крову, или затворени, у којима су колектори попуњени течношћу која се не смрзава (нпр. антифриз). Затворени системи могу се користити било где, чак и код температура испод нуле.

Постоје и колектори који директно греју ваздух. Ти системи циркулишу ваздух кроз колекторе и на тај начин преносе велики део енергије на ваздух. Тај се ваздух касније враћа у грејану просторију и на тај начин се одржава температура у просторији. Комбинацијом грејања ваздуха и грејања воде може се постићи велика уштеда.

За грејање стана од 60м² на соларну енергију потребне су инвестиције од 1.000 до 1.500 €, а за топлу воду око 500 €. Процене су да би соларна енергија могла подмирити око 5% енергетских потреба наше земље. Лети би могла обезбедити 80% потреба за топлом водом, а зими између 35 и 50%.

Фотонапонске ћелије

Фотонапонске ћелије су полупроводни елементи који директно претварају енергију сунчевог зрачења у електричну енергију. Ефикасност им је од 10% за јефтиније израђене од аморфног силицијума, до 25% за скупље израде. За сада су још увијек економски нерентабилни јер им је цена око 6000 $/кW.

Фотонапонске ћелије могу се користити као самостални извори енергије или као додатни извор енергије. Као самостални извор енергије користи се нпр. на сателитима, путним знаковима, дигитронима и удаљеним објектима који захтевају дуготрајни извор енергије.

Као додатни извори енергије фотонапонске ћелије могу се на пример прикључити на електричну мрежу, али за сада је то неисплативо.

Фокусирање сунчеве енергије

Фокусирање сунчеве енергије употребљава се за погон великих генератора или топлотних погона. Ти системи имају и могућност рада преко ноћи и за лошег времена тако да спремају врућу течност у врло ефикасни резервоар (нека врста термо боце). Када нема довољно енергије од Сунца, системи који фокусирају сунчево зрачење могу се без већих проблема пребацити на природни гас или неки други извор енергије. То је могуће јер Сунце користимо за грејање течности, а кад га нема течност загревамо не неки други начин. Проблем код фокусирања је велики потребни простор за електрану, али то се решава тако да се електрана ради нпр. у пустињи. У пустињама је ионако снага сунчевог зрачења најизраженија. Велики проблем је и цена огледала и система за фокусирање.

Предности соларне енергије:

– сунце је неисцрпан извор енергије

– не загађује воду и ваздух ни на који начин

Недостаци соларне енергије:

– уредјаји који су потребни за коришћење Сунчеве енергије су још увек прескупи

– количина колектоване енергије зависи од тога колико имамо сунчевих дана.

 

ЕНЕРГИЈА ВЕТРА

Енергија ветра је претварање снаге ветра (ваздуха који струји) у користан облик енергије, коришћењем технологије турбина на ветар за производњу електричне енергије, ветрењача за механичку енергију, пумпи на ветар за наводњавање и одводњавање или једара за погон бродова (једрилица). Количина произведене енергије из овог извора зависи од брзине ветра, у мањој мери од густине вазуха, на коју утичу висина, температура и притисак ваздуха.

Технички потенцијал енергије ветра у Србији

Систематска истраживања и развој ветроенергетских система код нас практично не постоје или ако постоје налазе се у почетној фази. По испитивањима који је извршио РХМЗ, наша земља се убраја у подручја са знатним енергетским потенцијалом. Потенцијал енергије ветра у Републици Србији се налази у области кошавског подручја, јужног Баната, подручја источне Србије, источне стране Копаоника, подручје Златибора и Пештера и локалитета планинских превоја на надморским висинама изнад 800м. За поуздану процену ветроенергетског потенцијала неопходна су додатна истраживања.

У циљу израде атласа ветрова као једног од услова за инвестирање, потребно је направити наменска мерења ветра на висинама од 50м и већим. Са инсталисаном снагом ветролектрана од 500МW, максимални технички искористив потенцијал је од 1.200 GWh/годишње.

Предности ветра као извора енергије

– то је слободан енергетски извор

– не изазива загађење ни воде ни ваздуха

– земља у околини фарме ветрова се може користити за било коју другу намену.

Недостаци ветра као извора енергије

– захтева константну и значајну количину ветрова

– фарме ветрова заузимају значајне површине земљишта

– имају значајан визуелни утицај на пејзаж

 

ЕНЕРГИЈА ВOДЕ

Овај извор енергије сматра се обновљивим због циклуса воде у природи. Енергија сунца испарава воду из океана и река и подиже је у виду водене паре. Када водена пара досегне хладнији ваздух у атмосфери, кондензује се и ствара облаке. Влага на крају пада на Земљу као киша или снег, обнављајући тако воду у океанима и рекама.

Хидроенергетски потенцијал Србије

Бруто потенцијал од вода које отичу водотоковима у Србији износи 27,2 ТWh/год.Од овога, технички искористив потенцијал износи 19,8 ТWh/год. До сада је већ искоришћено 10,3 ТWh/год овог потенцијала. Од неискоришћених 9,5 ТWh/год је део и економски исплатив. Постоје планови за искоришћење остатка хидро потенцијала. Постоји одређено више од 50 локација са одређеним потенцијалом преко 10 МW и више од 850 локација на којима је могуће укупно инсталирати око 450 МW (малих електрана у распону од 100 кW до 10 МW). Међу већим потенцијалним хидроелектранама  се помиње ХЕ Нови Сад која би на Дунаву искористила око 1,1 ТWh/год. На Великој Морави се може са 6 или 7 каскада искористити до 830 GWh/год. Сви остали сливови су скромнијих могућности.

Међутим, нису сва акумулациона језера предвиђена за хидроелектране. Нека од њих су намењена снабдевању регионалнх водовода. Такве су акумулације Велики Рзав, Лепенац, Расина, Студеница итд.

Реверзибилне хидроелектране су нешто другачија врста енергетског објекта. Оне се могу посматрати као велики акумулатори, спремници енергије, који служе да карактеристичну дневну већу потрошњу струје надокнаде на рачун ноћне мање потрошње чувајући ноћну енергију за дневну потрошњу.

Предности хидроелектране:

–  не спаљује се никакво гориво тако да је загађење минимално

–  вода за покретање хидроелектрана природа обезбеђује бесплатно

– хидроелектране играју велику улогу у смањењу емисије гасова који изазивају ефекат стакленe баште

–  релативно низак оперативни трошак и трошак одржавања

– технологија је поуздана и доказана обновљив извор енергије, падавине обнављају воду у резервоару, тако да је „гориво“ готово увек ту.

 

Хидроелектране нису савршене и имају неке недостатке:

–  висок инвестициони трошак

–  зависне су од падавина

–  у неким случајевима, узрокују плављење земљишта и станишта дивљих животиња

–  у неким случајевима се губи или мења станиште риба

–  рибе се заробљавају или им се ограничава пролаз

–  у неким случајевима се мења квалитет воде у току и у резервоару

–  у неким случајевима се исељава локално становништво

–  производња електричне енергије на водотоковима у Србији.

 

ГЕОТЕРМАЛНА ЕНЕРГИЈА

Геотермална енергија је обновљиви извор енергије јер се топлота непрекидно производи унутар Земље различитим процесима. На првом месту је природно распадање радиоактивних елемената који се налазе у свим стенама и производи огромну топлотну енергију. Осим радиоактивним распадом, топлота у Земљиној кори се ствара и на друге начине: егзотермним хемијским реакцијама, кристализацијом растопљених материјала и трењем при кретању тектонских маса.

Када је у питању геотермална енергија стена, данашња технологија је ограничена на дубина бушења до 10 км, и самим тим је могућа експлоатација до тих дубина. Ако се рачуна са већим дубинама та је енергија вишеструко већа. У блиској будућности и до часа када буде остварена технологија која ће омогућити искоришћавање ове енергије, остаје као енергетски извор само хидрогеотермална енергија. Ње има мање, али је њена техничка употребљивост велика, као и економска оправданост експлоатације.

Уколико се рачуна са искоришћавањем до дубине од 3 км, резерве хидрогеотермалне енергије су око 2.000 пута више него резерве угља. Највећи део носилаца енергије има температуре ниже од 100 °С (око 88%), а тек мали део има температуре изнад 150 °С (око 3%). Процењено је да залихе геотермалне енергије далеко превазилазе енергетске залихе угља, нафте, природног гаса и уранијума заједно.

Предности коришћења геотермалне енергије су:

–  коришћење геотермалне енергије узрокује занемарљив утицај на животну средину, и не доприноси ефекту стаклене баште,

–  геотермалне електране не заузимају много простора и самим тим мало утичу на животну средину,

–  у питању је огромни енергетски потенцијал (обезбеђује неограничено напајање енергијом),

–  елиминисана је потреба за горивом,

–  када је геотермална електрана изграђена, енергија је готово бесплатна, уз мању локалну потрошњу,

– могућност вишенаменског коришћења ресурса (утиче на економску оправданост експлоатације).

Недостаци коришћења геотермалне енергије су:

– нема много места где је могуће градити геотермална постројења (условљеност положајем, дубином, температуром, процентом воде у одређеном геотермалном резервоару),

– ограничења обзиром на састав стена и могућност приступа и експлоатације,

–  извор топлотне енергије може бити исцрпљен услед неодговарајуће експлоатације,

–   присуство опасних гасова и минерала представљају потешкоћу приликом експлоатације,

–  потребне високе почетне инвестиције (почетак коришћења и развој) и високи трошкови одржавања (изазвани корозијом, наслагама минерала и др.).

 

Геотермални потенцијал Србије

Терени у Србији изграђени су од тврдих стена и због тако повољних хидрогеолошких и геотермалних карактеристика у Србији се налази око 160 извора геотермалних вода са температуром већом од 15°С. Најтоплији су извори у Врањској Бањи где температура износи до 96°С.

Процењена укупна количина топлоте садржане у налазиштима геотермалних вода у Србији је око два пута већа од еквивалентне количине топлоте која би се добила сагоревањем свих наших резерви угља. У Војводини постоје и 62 вештачка геотермална извора (бушотине) укупне издашности од 550 л/с и топлотне снаге од око 50 МW. У делу Србије јужно од Саве и Дунава налази се још 48 бушотина са процењеном снагом од 108 МW. Ови подаци указују на велики потенцијал за експлоатацију геотермалне енергије у нашој земљи, који је тренутно готово у потпуности неостварен.

У Србији је веома изражен проблем недовољне енергетске ефикасности и нерационалног коришћења постојећих извора или бушотина које се налазе у експлоатацији. У термалним бањама се не посвећује скоро никаква пажња енергетској ефикасности и велике количине топле воде се испуштају као некорисне, иако је из њих применом топлотних пумпи могуће извући довољно енергије за загревање простора или базена. Истовремено се простор греје помоћу угља , нафте или електричне енергије. У Србији велику забуну изазива и појам “геотермална енергија” који подразумева да се односи на хидрогеотермалну енергију, тј. на изворе топле воде или на бушотине са топлом водом температуре веће од 40°С. Устаљено је мишљење да хладније воде нису геотермалне и да због тога нису погодне за коришћење за грејање. Коришћење нискотемпературне геотермалне енергије помоћу топлотних пумпи за загревање и хлађење стамбеног и пословног простора постало је императив данас када се планира смањење енергетске зависности и смањење емисије угљендиоксида. У блиској будућности приближавањем Европској унији примена топлотних пумпи постаће обавеза. Процењена снага свих бушотина у Србији је око 160 МW, а инсталацијом само 20.000 топлотних пумпи капацитета 20 кW можемо из земље да преузмемо снагу од 300 МW, што са потребном електричном енергијом представља 400 МW инсталисане снаге за грејање уз инвестицију од око 100 милиона евра.

 

БИОМАСА

Биомаса представља обновљив извор енергије који настаје од биоразградивих делова нуспроизвода дрвне индустрије, отпадака и остатака биљне масе или „вишка“ из примарне пољопривредне производње. Сагоревањем се може користити за производњу топлотне енергије, али и производњу електричне енергије или се конвертовати различитим методама у течно стање (биогориво за саобраћај), или гасификацијом и биолошким разлагањем различитог отпада у гасовито стање (биогас). Биомаса је најважније гориво, после угља, нафте и природног гаса.

Технички потенцијал биомасе у Србији

Најзначајнији потенцијал обновљивих извора енергије у Србији је управо енергија из биомасе и процењује се на 3,405 милиона тен (тона еквивалентне нафте) од чега је потенцијал дрвне масе 1,53 милиона тен, потенцијал пољопривредне биомасе 1,67 милиона тен (остаци у ратарству, сточарству, воћарству, виноградарству, примарној преради воћа), док је потенцијал примарног биоразградивог отпада процењен на 205 хиљада тен, а поред комуналног ту су и отпадна јестива уља и отпад животињског порекла у укупној количини од 0,043 милиона тен годишње. Потенцијал биомасе расположив је у целој Србији. Дрвна биомаса је углавном доступна у централној Србији и њен степен коришћења је врло висок (66,7%), а пољопривредна биомаса је у Војводини и њен потенцијал се користи у занемарљивом проценту (тек 2%). Потенцијал биоразградивог комуналног отпада се за сада не искоришћава. Биоетанол се може производити од следећих сировина: житарице и кромпир, сирак и јерусалимска артичока (топинамбур), за чије узгајање у Србији постоји око 100.000 хектара маргиналне земље. Биодизел се може производити од уљарица: сунцокрет, соја и уљана репица, чије се гајење може вршити на 350.000 хектара што би омогућило годишњу производњу од око 220.000 т биодизела. С тим у вези, такође је могуће сакупити око 10.000 т отпадних јестивих уља погодних за производњу биодизела.

_______________________________________________
Подели:

ОБНОВЉИВИ ИЗВОРИ ЕНЕРГИЈЕ

Updated on 2015-08-04T15:21:22+00:00, by Славољуб Радојевић.