Futurologija

Nova tehnologija za novu energiju

Direktne posljedice na okoliš i planetu, djelovanje aktivista, kao i promjena paradigme mišljenja vodećih svjetskih znastvenika i političara u posljednjih su nekoliko desetljeća uvelike utjecali na povećanje svijesti o važnosti kvalitetnog i čistog dobivanja energije za ljudsku civilizaciju.

Koja je alternativa fosilnim gorivima? Postoji li neko univerzalno rješenje za povećanu potrošnju energije? Koliko su trenutno zastupljeni obnovljivi izvori energije? Postoje li u svijetu pozitivni primjeri primjene nove tehnologije za dobivanje “nove” energije? Pogledajmo ukratko što nam donosi budućnost.

Business.hr 24.5.2010. (klik za PDF file)

Eksploatacija fosilnih goriva – zastarjelog koncepta korištenja energije s kraja 19. višestruko utječe na život svih Zemljana; direktno putem zagađenja okoliša, a indirektno preko ekonomskih oscilacija i manipulacija cijenom oskudnih energenata. Naime, fosilna goriva postupno iscrpljujemo i njihovo dobivanje sve je kompliciranije. S obzirom da je nafte, ugljena i prirodnog plina sve manje – po nekim procjenama za još 30 – 50 godina, tržišni mehanizmi nastoje maksimizirati svoj profit svojih “cash cow” proizvoda (imaju veliki udio na tržištu, ali sve sporije rastu, dostižu stagnaciju i pad).

Što je energija?

Prisjetit ćemo se jednostavne definicije energije. Riječ energija nastala je od grčke riječi energos što znači aktivnost. Energija je sposobnost nekog tijela ili mase tvari da obavi neki rad. U svemiru ne postoje tijela i sustavi koji ne posjeduju energiju. Nju se ne može uništiti, ona prelazi iz jednog oblika u drugi, s jednog tijela na drugo i uvijek u skladu sa zakonom očuvanja energije.

Svi do sad poznati prirodni procesi i fenomeni mogu se objasniti s nekoliko oblika energije:

• kinetička
• potencijalna
• masa
• toplinska
• gravitacija
• elastičnost

Ekonomski aspekt energije

Tijekom 2009. godine potrošnja energije u svijetu procijenjena je na 500 EJ (500×10*18J). Oko 85% svjetske potrošnje energije otpada na fosilna goriva i njigove derivate (ugljen, nafta, plin). Nuklearna energija zastupljena je sa 6%, dok svi ostali izvori energije, uključujući i one iz obnovljivih izvora, kombinirano jedva dostižu 9%. Do 2030. godine potrošnja energije porast će za 30%, a polaganim smanjivanjem zaliha fosilnog goriva pruža se jedinstvena prilika alternativnim, nedovoljno razvijenim izvorima energije da poprave energetsku bilancu i istovremeno odvedu čovječanstvo korak dalje k čistijem okolišu.

Neobnovljivi izvori energije

Naftna platforma

Pod neobnovljive izvore energije podrazumijevamo fosilna goriva (ugljen, nafta, plin) i nuklearnu energiju. Neobnovljivi izvori energije ne mogu se generirati ili proizvesti u kratkom roku, već su za to potrebni desetci i stotine milijuna godina.

Prije više milijuna godina ostaci biljaka i životinja počeli su se taložiti na dno oceana ili na tlo. S vremenom je te ostatke prekrio sloj blata, mulja i pijeska. U tim uvjetima razvijale su se ogromne temperature i veliki pritisci, a to su idealni uvjeti za pretvorbu ostataka biljaka i životinja u fosilna goriva. Glavni izvor energije fosilnih goriva je ugljik, a njihovim sagorijevanjem u atmosferu odlazi puno ugljičnog dioksida, te je ugljični dioksid glavni problem iskorištavanja fosilnih goriva gledano s ekološkog aspekta.

Nuklearna elektrana

Nuklearno gorivo je nakon upotrebe u elektranama izuzetno radioaktivno, pa ga je potrebno skladištiti više desetaka ili stotina u sigurnim betonskim i podzemnim bunkerima. U normalnim uvjetima nuklearna energija je vrlo čist izvor energije, ali potencijalna opasnost neke havarije sve više smanjuje broj novoinstaliranih nuklearnih elektrana. Stalnim razvojem novih tehnologija i polaganjem veće pažnje sigurnosti, nuklearnoj energiji predviđa se porast popularnosti i rast na energetskom tržištu u slijedećih 50 godina, posebice ako se ulaganja u obnovljive izvore ne pokažu uspješnima.

Udio neobnovljivih izvora u u svjetskoj potrošnji:

• Ugljen 25%
• Nafta 37%
• Plin 23%
• Nuklearna energija 6%

Obnovljivi izvori energije

Obnovljivi izvori energije troše se kao i drugi, ali se ne iscrpljuju, veće se obnavljaju prirodnim tempom. Tradicionalni izvori energije poput biomase (upotreba za kuhanje i grijanje) poznati su stanovištvu Zemlje već dugo vremena, a tzv. „novi” obnovljivi izvori energije poput energije vjetra, sunčeve i geotermalne energije doživljavaju sve veću afirmaciju. Razvoj obnovljivih izvora energije važan je iz više razloga: njihovom upotrebom smanjuje se emisija CO2 u atmosferu, smanjuje se energetska ovisnost i uvoz energije, na srednji roku očekuje se tehnološki napredak koji će omogućiti njihovu ekonomsku isplativost.

Ideje i nove tehnologije na horizontu

Nafta iz restorana

McDonalds Biodizel

Biogoriva su tekuća ili plinska goriva za potrebe prijevoza, proizvedena iz biomase uzgojem ili iz otpada. Gigant brze prehrane, McDonalds, uspješno implementira program pokretanja svojih transportnih vozila dizelskim biogorivom B100 dobivenim iz reciklaže ulja za prženje upotrijebljenog u vlastitim restoranima. Pilot projekt započeo je 2008. u Basingstokeu u Velikoj Britaniji na uzorku od 45 vozila, a tijekom prošle godine eksperiment se počeo primjenjivati u podružnicama na australskom i američkom kontinentu. Ovo nije isključivo projekt za popravljanje imidža McDonaldsa, već polučuje i konkretne rezultate. Tijekom 2009. potrošeno je 2,9 milijuna litara biodizela B100, a emisija ugljičnog dioksida vozila smanjena za ekvivalent jednak uklanjanju 2000 obiteljskih automobila sa ceste. U skladu s usvojenim motom „REduce, REuse, REcycle” cilj je kompanije na ovaj način upogoniti sva svoja vozila.

Snaga mora

Energija plime i oseke spada u oblik hidro-energije koja gibanje mora uzrokovano mjesečevim mjenama ili padom i porastom razine mora koristi za transformaciju u električnu energiju. Iako je potencijal plime i oseke za dobivanje električne energije zapažen početkom dvadesetog stoljeća i prva eksperimentalna elektrana izgrađena još 1966, tek je nedavno na svjetskoj razini nekoliko plimnih elektrana pušteno u komercijalni pogon.

The RITE Project elektrana smještena je u srcu samog New Yorka na dnu East Rivera. Ovo polje od 30 turbina ukupne snage 1MW opskrbljuje lokalnu zajednicu električnom energijom, a sam projekt miljenik je medija te se u dokumentarnim emisijama raznih televizija prikazuje kao primjer inventivnosti i održivog razvoja. Tvrtka Verdant Power, kreatori RITE projekta procjenjuju da bi u budućnosti plimne elektrane mogle osigurati do 10% energetskih potreba New Yorka.

S druge strane Atlantika, u Irskoj je 2008. instalirana trenutno najveća plimna elektrana SeaGen koja dnevno generira oko 1.2MW. Studije EU-a o plimnom potencijalu su ustanovile stotinjak lokacija u Europi sa jakim morskim strujama i mjenama i procijenile da mogu osigurati 48 TWh struje godišnje.

Sunraysia – Mjesto pod Suncem

Australija ima mračnu tajnu – većina njenog gospodarstva oslanja se na ugljen kao glavni izvor energije. Sagorjevanje ugljena uzrokuje ispuštanje teških metala u okoliš, kisele kiše i pospješuje efekt staklenika. Australija traži rješenje ovog problema, a rješenje leži u njoj samoj, na području zvanom Sunraysia na teritoriju država Victoria i Novi Južni Wales.

Sunraysia s preko 300 sunčanih dana godišnje predstavlja pravo mjesto za korištenje sunčeve energije. Tamo vizionari iz tvrtke EnviroMission planiraju sagraditi elektranu baziranu na termalnoj energiji Sunca. Sam princip djelovanja solarnog tornja i nije super nova tehnologija; polje promjera dva kilometra sastavljeno od solarnih ploča postavljeno je u krug oko tisuću metara visokog tornja u kojem su smještene turbine. Elektrana bi radila na prilično jednostavnom principu: ploče su postavljene vodoravno i spojene s tornjem. Zrak ugrijan ispod solarnih ploča uzdizao bi se velikom brzinom uz unutrašnjost tornja pokrećući pritom turbine generatora. Predviđena snaga jednog solarnog tornja iznosila bi 200MW, što je dovoljno za opskrbljivanje energijom 100.000 prosječnih kućanstava ili ekvivalentu micanja 220.000 osobnih automobila s ceste.

.

Discovery channel o projektu Sunraysia:

Različiti putevi za budućnost

Nepostojanje jedinstvenog stajališta o tome koji je obnovljivi izvor najbolji, najčišći, najjeftiniji, reflektira se u tome da skoro svaka država vodi svoju energetsku politiku.

Danska i Njemačka intenzivno ulažu u solarnu energiju iako nisu u geografski najpovoljnijem položaju za takve projekte, a Njemačka je trenutno najveći svjetski proizvođač fotonaponskih ćelija i intenzivno ulaže u druge nove tehnologije. Brazil se oslanja na etanol proizveden iz šećerne trske. Francuska smatra da je nuklearna energija budućnost, te je na tom području lider sa 75% energije dobivene iz nuklearnih elektrana.

Švicarska ide u potpuno drugom smjeru nastojeći smanjiti potrošnju energije po stanovniku i ući u elitni klub „društvo 2000 Watta“. Cilj Švedske i Norveške je osloboditi se ovisnosti o fosilnim gorivima do 2020.godine, pa sada eksperimentiraju s najrazličitijim mogućim gorivima. Neke od postojećih autocesta proglasili su vodikovim autocestama (HyNor, HydroSweden) i u pravilnim razmacima postavili crpne stanice za automobile pogonjene vodikom.

Ruta HyNor autoceste

Atomska fuzija

Atomska fuzija

Nova tehnologija budućnosti koja obećava najbolje rezultate i koja bi mogla naići na široko odobravanje i prihvaćanje u svijetu jest atomska fuzija. Atomska fuzija je suprotnost nuklearnoj energiji, tj atomskoj fisiji koja je danas u upotrebi. U slučaju fuzije atomske jezgre vodika se iz lakših spajaju u teže te pritom dolazi do oslobađanja energije. Pri tome nema opasnosti od stakleničkih plinova, eksplozije ili radijacije.

Trenutni eksperimenti pokazuju da bi količina od 400 litara vode kao pogonskog goriva zadovoljila sve energetske potrebe jedne osobe od rođenja do tridesete godine života. Loša vijest je što je atomska fuzija u ranom stadiju razvoja i istraživanja i najoptimističniji znanstvenici prvu takvu elektranu najavljuju tek za pedeset godina.

Razgovor s osnivačem portala futurologija.com Markom Pejnovićem objavljen 24.5.2010. u specijalnom B2B prilogu dnevnika Business.hr

www.business.hr

Urednik: Dražen Tomić

Izvori i literatura:

http://www.izvorienergije.com/

http://www.biodieselmagazine.com/article.jsp?article_id=1774

http://bestpractices.mcdonalds.com/sections/1/case_studies/87

http://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_power

http://verdantpower.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/SeaGen

http://www.abareconomics.com/publications_html/energy/energy_08/energyAUS08.pdf

http://www.enviromission.com.au/EVM/content/technology_technologyover.html

http://www.efficientpowersupplies.org/pages/Steps_towards_a_2000_WattSociety.pdf

http://www.hynor.no/hynor-1/view?set_language=en

Vezane teme:

1. Kogeneracija: Proizvedite električnu energiju u vašem podrumu!
2. Google pretreživanje i potrošnja energije [infografika]
3. Nova tehnologija: Njemačko superračunalo predviđa klimatske promjene
4. Snaga vjetra: Ambiciozni planovi za ulazak alternativnih izvora energije u Dalmaciju
5. Što pojedinac može učniti protiv globalnog zatopljenja? [Infografika]
6. Svijet 2020: Život u budućnosti prema časopisu Forbes [VIDEO]