PRIMARNA ENERGIJA

Cilj poglavlja

Cilj ovog poglavlja je familijarizirati se s glavnim oblicima primarne energije, njihovim rezervama u svijetu, proizvodnji i trgovini, te potrošnji, u Svijetu, Europi i Hrvatskoj, te ključnim pitanjima koja se javljaju tijekom njihove eksploatacije.

Svrha Poglavlja

Nakon završetka ovog poglavlja, trebali biste moći:

1. Razumjeti pojam primarne energije.
2. Biti upoznat s geografskom raspodjelom i trajnošću rezervi glavnih primarnih energenata.
3. Biti upoznat s faktorima koji utječu na proizvodnju, trgovinu i potrošnju primarne energije.
4. Razumjeti pojmove efikasnosti potrošnje primarne energije i energetskog intenziteta.

Uvod

Svjedoci smo medijske važnosti energetskih pitanja, te smo svjesni značaja koju energija zauzima u proizvodnim odnosima moderne ekonomije. Međutim, često smo nemoćni pred manipulacijama podacima o stanju rezervi energenata te značenjem fluktuacija cijena fosilnih goriva na svjetskim tržištima. Da bi izbjegao zamke površnih zaključaka, energetičar mora imati pregled primarnih energetskih resursa, njihove geografske razdiobe, njihovog predviđenog trajanja, te osnovnih karakteristika proizvodnje, trgovine i potrošnje pojedinih primarnih energenata.

Kamo ide cijena nafte?

Cijena nafte trenutno blago opada, nakon višegodišnjeg rasta. Cijena nafte, obično višestruko veća od troškova proizvodnje, posljedica je ponude i potražnje, ali i stanja u Svijetu (ratovi, odnosno krize), i političkih odluka svjetskih moćnika. Cijenom nafte pokušava se npr. kontrolirati rast bivših komunističkih zemalja, ili zemalja koje su se počele nedavno otvarati prema svijetu, a imaju veliki potencijal, npr.Kina. Nafta je proteklih godina uzrokovala mnoge krize svojim stalnim rastom cijene, a trenutna cijena barela nafte na svjetskom tržištu iznosi 88/90$ (WTI/Brent).

Slika 1. Kretanje cijena nafte 1861 - 2013, i razlozi njezinih promjena (Izvor: BP)

Slika 2. Troškovi proizvodnje nafte i plina po barelu ekvivalentne nafte

Momenti o kojima treba voditi računa pri procjeni budućih kretanja tržišta fosilnih goriva:

• nepolitička (dakle tržišna) cijena nafte je cca 10-15$ po barelu

• trenutna cijena nafte je 90$ po barelu (6.10.2014)

• unatoč slabostima OPEC-a, cijena je kartelski podignuta smanjenjem proizvodnje, dakle postoji širi interes za višu cijenu nafte

• kolaps očekivane potražnje zbog krize u Istočnoj Aziji u 1998 i njena obnova u drugoj polovici 1999

• ekonomska kriza u svijetu koja je počela krajem 2000 dovela bi do kolapsa cijene, ali je zahvaljujući napetostima, ratu u Afganistanu i Iraku ostala visoka - spas za Rusiju

• taman kad se iračka nafta krenula vraćati na tržište, buknulo je arapsko proljeće, i izbacilo libijsku naftu s tržišta

• kad se libijska nafta počela vraćati, uvedene su sankcije protiv Irana

• pad cijene ne izaziva značajni porast potrošnje u razvijenom svijetu zbog velikih poreza na gorivo, isto vrijedi za porast - visoki porezi kao obrana od fluktuacija cijena nafte

• pad cijene - nerentabilna polja koja su u eksploataciji će nastaviti proizvodnju, ali se neće ulagati u nova

• porast cijene - otvaraju se nova polja i time se povećava potencijalna ponuda i pritisak na kartel

• saudijska proizvodnja kao regulator proizvodnje

• sadašnja cijena nekonvencionalne izvore nafte čini isplatljivim

• značajan pad profita za naftne kompanije (restrukturiranje): BP je pojeo Amoco, Exxonmobil, fuzija francuske naftne industrije TotalFinaElf, itd. Nema mjesta za patuljke.

Slika 3. Intenzivnost korištenja nafte (količina nafte po jedinici GDP)

Ratovi, ustanci, sankcije i nafta

• ratovi, ustanci i sankcije smanjuju ponudu, dakle utječe na porast cijene

• stalna napetost na Bliskom Istoku stvara nepredvidivo kretanje cijene nafte

• ekonomska kriza u svijetu koja je počela krajem 2000 dovela bi do kolapsa cijene, ali je zahvaljujući napetostima ostala visoka - spas za Rusiju

Zašto gotovo nikome ne odgovara niska cijena nafte?

• proizvođačima zato jer time manje zarađuju
• razvijenima jer je to protiv njihove antifosilne politike, prvenstveno politički uvjetovane, zbog reperkusija naftnih kriza i opasnosti od energetske ovisnosti, ali odnedavna i ekološki, zbog globalnih klimatskih promjena, te im niska cijena nafte uništava ulaganja u ekonomsku efikasnost, obnovljive izvore i nuklearnu energiju
• jedino zemlje u razvoju i zemlje u tranziciji bez nafte imaju interesa u jeftinoj nafti

Linkovi

BP Statistical Review of World Energy

The World Bank Group

The World Bank Group - Data

International Atomic Energy Agency

EPRI

Platts

OECD

OECD - Data

Nuclear Energy Agency

Inogate

International Energy Agency

IEA - Key World Energy Statistics

Department of Energy - Fossil Energy: International Activities

Energy Information Administration

Monthly Energy Review

Europe's Energy Portal

Energy Strategy for Europe

Eurostat energy statistics

EWEA statistics

Oblici primarne energije

Primarna energija je ona uzeta iz prirode bez pretvorbe, bilo da se radi o kemijskom potencijalu fosilnih goriva, drva ili biomase, nuklearnoj energiji, kinetičkoj energiji vjetra, potencijalnoj energiji vodenih tokova ili toplinskoj energiji geotermalnih izvora.

Neobnovljivi (komercijalni ili konvencionalni)

Iako su i ovi izvori primarne energije obnovljivi, njihov je ciklus nastanka, cca 2 milijarde godina za fosilna goriva, značajno dulji nego što je vrijeme u kojem ćemo ih utrošiti (cca 200 godina).

• fosilna goriva

nafta

plin

ugljen

treset

• nuklearna energija

Slika 4. Potrošnja primarne energije na svjetskoj razini 1988 - 2013 (Izvor: BP)

Slika 5. Potrošnja primarne energije po energetskim regijama 1988 - 2013 (Izvor: BP)

Obnovljivi (tradicionalni, komercijalni ili konvencionalni, novi ili alternativni)

Obnovljivi izvori su oni čiji se potencijal obnavlja u kratkom vremenu, srazmjernom vremenu korištenja. Prije otkrića ugljena i drugih fosilnih goriva, jedina energija koju je čovjek koristio bila je obnovljiva, balega, drvo i kasnije energija vodenica i vjetrenjača. Tradicionalni izvori energije, danas su to prvenstveno nekomercijalna biomasa i balega, su oni koji ne ulaze u energetske bilance jer se ne preprodaju, pa ipak još uvijek čine značajan dio primarne energije u mnogim zemljama. Glavni komercijalni ili konvencionalni obnovljivi izvor je hidroenergija, iako neke od novih ili alternativnih primarnih energija, najbliže su tome vjetar, geotermalna energija i sunčeva toplina, kako se počinju koristiti i bez potrebe za subvencioniranjem, postaju također komercijalni. Vrijeme biomase i biogoriva dolazi, što zbog reforme poljoprivrede u razvijenim zemljama, što zbog visoke cijene nafte, a vrijeme energije mora će možda jednoga dana doći.

• balega
• drvo (tradicionalna biomasa)
• biomasa
• biogoriva

bioetanol

biodiesel

bioplin

bio-ETBE

biovodik etc.

• hidroenergija
• vjetroenergija
• sunčeva energija

toplinska

fotonaponska

• geotermalna energija
• energija mora

energija plime i oseke

energija valova

toplinska (OTEC)

Slika 6. Usporedba godišnjeg povećanje kapaciteta

vjetroelektrana i nuklearnih elektrana (GW)

(Izvor: IAEA, BP)

Slika 7. Udjeli primarnih energenata - Svijet - 2012(Izvor: [1])

Slika 8. Instalirana snaga fotonaponskih ćelija zemalja IEA (Izvor: [2])

Slika 9. Udjeli obnovljivih izvora po energetskim regijama - Svijet - 2009

(Izvor: IEA)

Električna energija i vodik nisu primarne energije, nego sekundarne, tzv. energy carrieri.

Slika 10. Cijene proizvodnje struje iz pojedinih primarnih izvora u SAD - 2012 (Izvor: Bloomberg)

Bilance primarne energije

Tablica 1. Potrošnja primarne energije [TPES, milijuni tona ekvivalentne nafte ] (2010.), prema BP.

potrošnja primarne energije milijuna toe, 2010	nafta	prirodni plin	ugljen	nuklearna energija	hidroenergija	ostali obnovljivi	ukupno
SAD*	850	621	525	192	59	39	2286
Amerike	1322	900	580	219	307	53	3381
Francuska*	83	42	12	97	14	3	252
EU*	663	443	270	208	83	67	1733
Norveška*	11	4	0.5	-	27	0.3	42.8
Rusija	148	373	94	39	38	-	691
Hrvatska	3.6	2.7	0.7	-	1.9	0.4	9.3
Europa	923	1024	487	273	196	70	2972
Kina	429	98	1714	17	163	12	2432
Indija	156	56	278	5	25	5	524
Japan*	202	85	124	66	19	5	501
Azija i Pacifik	1268	511	2385	132	246	33	4574
Afrika	156	95	95	3	23	1	373
Bliski istok	360	329	9	-	3	-	701
Svijet	4028	2858	3556	626	776	159	12002
Svijet, porast	3.1%	7.4%	7.6%	2%	5.3%	15.5%	5.6%
od toga OECD*	2114	1398	1104	521	310	123	5568

	Slika 11. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj svjetskoj potrošnji (2009.) - težište na fosilnim gorivima
	Slika 12. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji OECD-a (2009.) - 43,11% svjetske potrošnje
	Slika 13. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Europe [non-OECD i OECD (2012.)] - 21.98% svjetske potrošnje - naglasak na fosilnim gorivima i prirodnom plinu
	Slika 14. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Europske Unije (2012.) - 12.3% svjetske potrošnje - nešto jači udio nuklearne energije
	Slika 15. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji SAD-a (2012.) - 16.01% svjetske potrošnje
	Slika 16. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Francuske (2012.) - 1.88% svjetske potrošnje - težište na nuklearnoj energiji
	Slika 17. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Njemačke (2012.) - 2.34% svjetske potrošnje - naglasak na fosilnim gorivima
	Slika 18. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Norveške (2012.) - 0.22% svjetske potrošnje - težište na hidroenergiji i nafti
	Slika 19. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Danske (2012.) - 0.13% svjetske potrošnje - visok udio biomase
	Slika 20. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Rusije (2012.) - 5.66% svjetske potrošnje - težište na prirodnom plinu
	Slika 21. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Japana (2012.) - 3.38% svjetske potrošnje - tržište na fosilnim goriima, pogotovo nafta
	Slika 22. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Kine (2012.) - 21.64% svjetske potrošnje - težište na ugljenu
	Slika 23. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Indije (2012.) - 5.89% svjetske potrošnje - tržište na ugljenu, visok udio biomase
	Slika 24. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Brazila (2012.) - 2.11% svjetske potrošnje - težište na nafti, visok udio biomase
	Slika 25. Udio pojedinih komercijalnih primarnih energenata u ukupnoj potrošnji Hrvatske (2012.) - 0.06% svjetske potrošnje - naglasak na nafti i prirodnom plinu

Rezerve primarne energije

Uvod

Dokazane su rezerve nafte za oko 50 godina uz sadašnju potrošnju, 55 godina za prirodni plin i 110 godina eksploatacije ugljena sadašnjim tempom. (Slika 26.)

Slika 26. Odnos rezervi prema proizvodnji (R/P ratio) za naftu na kraju 2013. godine - vrijeme trajanja

(Izvor: BP)

Kako vrijeme protiče, tako dokazane rezerve uglavnom rastu, kao posljedica otkrivanja novih rezervi. U svijetu je polovinom sedamdesetih godina nastala uzbuna kad se shvatilo da ima nafte za samo 25 godina (slike 27. i 28.), da bi danas rezerve nafte značajno narasle (slika 29.) te se povećao i odnos rezervi prema proizvodnji (R/P ratio), a tako i rezerve prirodnog plina (slike 30., 31. i 32.).

Slika 27. Kretanje odnosa rezervi prema proizvodnji (R/P ratio) za naftu -

Svijet (1980-2013)

Slika 28. Kretanje odnosa rezervi prema proizvodnji (R/P ratio) za naftu -

po energetskoj podijeli Svijeta (2013.)

Slika 29. Kretanje rezervi nafte 1980-2013, milijarde barela

Slika 30. Kretanje odnosa rezervi prema proizvodnji (R/P ratio) za plin -

Svijet (1983-2013)

Slika 31. Kretanje odnosa rezervi prema proizvodnji (R/P ratio) za plin -

po energetskoj podjeli Svijeta (2013.)

Slika 32. Kretanje rezervi plina 1980-2013, tisuće milijardi m³

Nafta

Nafte će jednog dana nestati, ali svijet se pokazao spremnim da preživi peterostruki skok cijena. Smanjivanje rezervi nafte podiglo bi njenu cijenu, što bi učinilo rentabilnim alternativne izvore energije. Veći dio rezervi tekućih fosilnih goriva nalazi se u nestabilnom području Bliskog istoka (Slika 28.).

Slika 33. Dokazane rezerve nafte, u postotcima - nafta je još uvijek na Bliskom istoku

(Izvor: BP)

Plin

Prirodnog plina, kao i nafte, jednog dana će nestati. Najveći dio rezervi prirodnog plina nalazi se na području Bliskog istoka te bivšeg SSSR-a (Slika 34.).

Slika 34. Dokazane rezerve plina, u postotcima - plin je na Bliskom istoku i na području bivšeg SSSR

(Izvor: BP)

Ugljen

Najveće dokazane rezerve ugljena nalaze se u Azijsko-pacifičkoj energetskoj regiji, na području bivšeg SSSR-a te Sjeverne Amerike

(Slika 35.).

Slika 35. Dokazane rezerve ugljena u postotcima

(Izvor: BP)

Uran

Rezerve prirodnog urana su do danas uglavnom u potpunosti potrošene. Sa sadašnjim rezervama i tempom iskorištavanja, zalihe urana trajati će još oko 100 godina.

Potencijal obnovljive energije

Potencijal vjetroenergije

Iako je potencijal vjetroenergije velik, zbog njene varijabilnosti (intermitencije) nije sa sadašnjom tehnologijom isplatljivo proizvoditi više od 15% električne energije iz tog izvora. Tu je penetraciju do sada dostigla jedino Danska. Taj bi se postotak međutim mogao povećati skladištenjem energije, uz značajno povećani trošak dobave električne energije.

Slika 36. Potencijal vjetroenergije - Svijet

(Izvor: BP)

Potencijal hidroenergije

Dok je potencijal hidroeneregije u razvijenim zemljama uglavnom iskorišten, ili barem njegov ekonomični dio, preostao je značajan potencijal u zemljama u razvoju. Međutim, hidroenergija je danas sve češće u kompeticiji s drugim potrebama, za zemljom te za turističkim prihodima.

Slika 37. Potencijal hidroenergije - Svijet

Potencijal sunčeve energije

Stvarno veliki potencijal sunčeve energije teško je ekonomično iskoristiti, naročito s obzirom da se veći dio potencijala nalazi u zemljama u razvoju, koje nemaju sredstava za razvoj novih tehnologija. Međutim, ovo je izvor koji sigurno dolazi.

Slika 38. Potencijal sunčeve energije

(Izvor: BP)

Proizvodnja i trgovina primarnom energijom

Nafta

Proizvodnja nafte blago raste, što znači da joj udio u ukupnoj primarnoj energiji značajno pada, sve kao posljedica naftnog šoka i posljedične "politički" visoke cijene nafte. Središte naftne proizvodnje je Bliski istok, koji je i najveći izvoznik.

Slika 39. Proizvodnja nafte po regijama u milijunima barela dnevno

(Izvor: BP)

Slika 40. Trgovina sirove nafte između regija u milijunima tona godišnje

(Izvor: BP)

Plin

Proizvodnja prirodnog plina rapidno raste. Gradnja plinovoda i LNG postrojenja omogućila je trgovanje plinom na velike daljine, tako da se sada polako plin prestaje spaljivati na naftnim poljima Bliskog istoka, te se ukapljuje i prodaje istočnoj Aziji. Istočna se Azija, prvenstveno Japan, snabdijeva ukapljenim plinom iz jugoistočne Azije. Evropa se snabdijeva iz Rusije i Sjeverne Afrike, što plinovodima, a što pomoću LNG tehnologije.

Slika 41. Proizvodnja prirodnog plina po regijama u milijunima kubnih metara

(Izvor: BP)

Slika 42.Trgovina prirodnim i ukapljenim (LNG) plinom između regija u milijardama m³ godišnje

(Izvor: BP)

Ugljen

Uočljiv je pad proizvodnje ugljena u Europi i bivšem Sovjetskom Savezu, zbog prelaska na čišća fosilna goriva. U ostalim regijama, a naročito u Aziji, zamjetno je povećanje proizvodnje ugljena. Značajno je primijetiti da nema značajne razmjene ugljena među regijama, jer se ugljen uglavnom troši na mjestu proizvodnje.

Slika 43. Prikaz svjetskih rezervi ugljena po regijama od 1994. do 2013. godine

(Izvor: BP)

Uran

Većina proizvodnje urana je u vojne svrhe. Samo se jedan mali dio troši na proizvodnju električne energije, i to vrlo neefikasno.

Naftovodi, plinovodi i geopolitika

Slika 44. Mreža naftovoda i plinovoda prema Europi. Rusija kao energetski izvor.

Geopolitičke konzekvence.

LNG

LNG (eng. Liquified Natural Gas) je ukapljeni prirodni plin.

Najveće postrojenje za proizvodnju LNG-a nalazi se u Egiptu s kapacitetom proizvodnje 5 milijuna tona LNG-a godišnje.

1964 Francuska i UK su bili prvi kupci ove vrste goriva, i bili su svjedoci novog energetskog razdoblja. Budući da većina postrojenja za ukapljivanje prirodnog plina nije na područjima na kojima se se isplati graditi plinovode, velika sredstva moraju se ulagati u prijevoz LNG-a. Ovo je i glavni razlog zašto su se LNG postrojenja sporo razvijala u drugoj polovici 20. stoljeća. Samopostrojenje za proizvodnju LNG-a stoji oko 1÷3 milijarde USD, treminalni za utovar 0.5÷1 milijardu, a vozila za prijevoz 0.2÷0.3 milijarde USD. Uspoređujući ove cijene s cijenama nafte, LNG tržište je malo, ali zrelo.

Komercijalni razvoj LNG-a je stil zvan lanac vrijednosti, što znači da LNG kupci potpisuju ugovore na 20÷25 godina s dobavljačima, po strogo određenim uvjetima. Tek kada se zadovolje svi uvjeti,i kupci dobe potvrdu za sklapanje posla, može se početi s trgovinom. Zbog ovoga, prema LNG-u se odnosilo kao prema igri bogatih, gdje se mogu uključiti samo igrači s jakom financijskom i političkom pozadinom. Velike međunarodne nafte tvrtke kao BP, Exxonmobil, Royal Dutch Shell, i neke nacionalne (npr. Pertamina i Petronas) su bili aktivni igrači. Japan, Južna Koreja i Tajvan su uvezli velike količine LNG-a zbog nedostatka vlastitih energenata.

2002 Japan je uvezao 54 milijuna tona LNG-a (48% svjetske trgovina LNG-a te godine). Također, iste godine, Južna Koreja je uvezla 17.7 milijuna, a Tajvan 5.33 milijuna tona LNG-a. Ove tri države su činile oko 70% svjetske trgovina LNG-a te godine.

Zadnjih godina, više igrača se uključilo, kako u uvozu, tako i izvozu, nove tehnologije se usvajaju, cijene postrojenja, terminala i vozila padaju, a LNG postaje konkrentniji drugim energentima. Uobičajena cijena LNG plovila kapaciteta 125 000 m³, izgrađenog u europskim ili japanskim brodogradilištima iznosi 250 milijuna USD. Kada su se korejska i kineska brodogradilišta uključila u igru, cijene su pale za 60%. Proizvodnja po toni LNG-a od 1970tih do 1990tih pala je za oko 35%.

Zbog straha od energetske nestašice, terminali se planiraju graditi u SAD-u. Mnogi američki političari i građani ovome se protive iz sigurnosnih razloga.

Tablica 2. Trgovina LNG-om 2002 godine (izvor: Ministarstvo energetike SAD-a)

Zemlja	Izvoz		Zemlja	Uvoz
	(109 m³)	(106 t)		(109 m³)	(106 t)
Indonezija	31.148	23.0	Japan	260.51	188.3
Alžir	26.476	19.6	Južna Koreja	56.634	40.7
Malazija	20.983	15.6	Francuska	14.470	10.7
Katar	20.558	14.9	Tajvan	10.279	7.5
Nigerija	11.157	8.2	UK	10.081	7.3
Australija	10.392	7.7	SAD	6.485	4.8
Oman	10.081	7.3	Turska	6.343	4.6
Brunej Darussalam	9.939	7.2	Portugal	4.134	3.3
Ujedinjeni Arapski Emirati	7.872	5.7	Španjolska	3.710	2.7
Rusija	6.626	4.8	Italija	3.681	2.6
Trinidad i Tobago	5.352	4.0	Belgija	3.511	2.7
SAD	1.126	1.4	Indija	3.455	2.5

Zemlje izvoznici LNG-a: Indonezija, Alžir, Malazija, Katar, Nigerija, Australija, Oman, Brunej Darussalam, Ujedninjenu Arapski Emirati, Rusija, Trinidad i Tobago, SAD i Egipat (od 2005).

Potrošnja primarne energije

Sjeverna Amerika te Europa i Euroazija bilježe blagi porast potrošnje primarne energije, dok Azijsko-pacifička regija poslijednjih godina bilježi znatno veći rast.

Slika 45. Potrošnja primarne energije po energetskim regijama 2013. godine

Nafta

Stalni porast potrošnje nafte prisutan je u svim energetskim regijama.

Slika 46. Usporedba proizvodnje i potrošnje nafte po energetskim regijama u milijunima barela dnevno

Plin

Kao i proizvodnja plina, i potrošnja brzo raste. Ovo se posebno odnosi na prostor Europe i Euroazije.

Slika 47. Potrošnja prirodnog plina po regijama u milijunima tona ekvivalentne nafte

Ugljen

Uočljiv je pad proizvodnje ugljena u Europi i bivšem Sovjetskom Savezu, zbog prelaska na čišća fosilna goriva. U ostalim regijama, a naročito u Aziji, zamjetno je povećanje potrošnje ugljena. Značajno je primijetiti da nema značajne razmjene ugljena među regijama, jer se ugljen uglavnom troši na mjestu proizvodnje.

Slika 48. Potrošnja ugljena po regijama

(Izvor: BP)

Nuklearna energija

Veliki rast od male baze, potrošnja izrazito raste u Europi i Euroaziji, nešto manje u Sjevernoj Americi. Azijsko-pacifička regija bilježi blagi rast.

Slika 49. Potrošnja nuklearne energije po regijama, milijuni tona ekvivalentne nafte

Hidroenergija

Rast potrošnja hidroenergije bilježe Europa i Euroazija, Sjeverna Amerika i Azijsko-pacifička regija, dok područja bivšeg Sovjetskog Saveza bilježe manji rast. Općenito, na svjetskoj razini, potrošnja hidroenergije brzo raste.

Slika 50. Potrošnja hidroenergije po energetskim regijama, milijuni tona ekvivalentne nafte

Vjetroenergija

Od 1990. do 1997. rast potrošnje vjetroenergije nije bio velik. Od 1997. na dalje raste je iznimno velik.

Slika 51. Potrošnja vjetroenergije

Tradicionalni obnovljivi izvori

Tradicionalni izvori energije, danas su to prvenstveno drvo, poljoprivredni ostaci i balega, ali i vodenice i vjetrenjače, gdje se još koriste, su oni koji obično ne ulaze u energetske bilance jer se ne preprodaju, pa ipak još uvijek čine značajan dio primarne energije u mnogim zemljama.

Biomasa

Biomasa (eng. biomass, njem. Biomasse) je u raznim izvornicima različito određena, ali se kao osnovna može navesti odrednica: ‘Biomasa je gorivo koje se dobiva od biljaka ili dijelova biljaka kao što su drvo, slama, stabljike žitarica, ljušture itd.' Biomasa je obnovljivi izvor energije, a općenito se može podijeliti na drvnu, nedrvnu i životinjski otpad, unutar čega se mogu razlikovati:

• drvna biomasa
• drvna uzgojena biomasa (brzorastuće drveće)
• nedrvna uzgojena biomasa (brzorastuće alge i trave)
• ostaci i otpaci iz poljoprivrede
• životinjski otpad i ostaci.
• biomasa iz otpada

Drvna biomasa

• Ostaci i otpad nastao pri piljenju, brušenju, blanjanju,…
• Često je to otpad koji opterećuje poslovanje drvno-prerađivačke tvrtke
• Služi kao gorivo u vlastitim kotlovnicama, sirovina za proizvode, brikete, pelete
• Jeftinije je i kvalitetnije gorivo od šumske biomase

Ostaci i otpaci iz poljoprivrede

• Slama, kukuruzovina, oklasak, stabljike, koštice, ljuske,…
• To je heterogena biomasa različitih svojstava
• Ima nisku ogrjevnu vrijednost zbog visokog udjela vlage i različitih primjesa (klor!)
• Prerađuje se prešanjem, baliranjem, peletiranjem
• Danska: instalirana je elektrana na ostatke žitarica od 450 MW!

Životinjski otpad i ostaci

• Anaerobna fermentacija (izmet –sve vrste životinja + zelena masa)
• Spaljivanjem (stelja, lešine –peradarske farme)
• Bioplin (60% metana, 35% CO2 te 5% smjese vodika, dušika, amonijaka, sumporovodika, CO, kisika i vodene pare)

Biomasa iz otpada

• Zelena frakcija kućnog otpada
• Biomasa iz parkova i vrtova s urbanih površina
• Mulj iz kolektora otpadnih voda

Danas se primjena biomase za proizvodnju energije potiče uvažavajući načelo održivog razvoja. Najčešće se koristi drvna masa koja je nastala kao sporedni proizvod ili otpad te ostaci koji se ne mogu više iskoristiti. Takva se biomasa koristi kao gorivo u postrojenjima za proizvodnju električne i toplinske energije ili se prerađuje u plinovita i tekuća goriva za primjenu u vozilima i kućanstvima.

Biomasa se odnosi na živuću ili donedavno živuću materiju, biljnog i životinjskog porijekla, koja se može koristiti kao gorivo ili za industrijsku proizvodnju. Najčešće se koristi direktno u konačnoj potrošnji energije za grijanje, kuhanje ili zagrijavanje tople vode, ali se može koristiti i za proizvodnju električne energije i topline, te se odnedavna sve više koristi za proizvodnju biogoriva. Također može se koristiti u industriji za proizvodnju vlakana i kemikalija.

Kruta biomasa

Pod krutu biomasu ubrajaju se drvo, sječka, poljoprivredni ostaci i dr.

Tablica 3. Proizvodnja energije iz primarne biomase - Svijet - 2004

	Primarna biomasa
Jedinica	GWh
Proizvodnja električne energije (bruto)	128557
Jedinica	TJ
Proizvodnja toplinske energije (bruto)	244721

Tablica 4. Potrošnja energije proizvedene iz primarne biomase - Svijet - 2004

	Primarna biomasa
Jedinica	Mtoe
Ukupno	1113

Biogoriva

Biogoriva su goriva koja se dobivaju preradom biomase. U posljednjih nekoliko godina, proizvodnja i potrošnja biogoriva rastu, i da zamjene fosilna goriva što više je to moguće. Ekološki su daleko prihvatljivija od fosilnih, ali im je proizvodnja još uvijek skuplja. Najintenzivnija proizvodnja je u Brazilu, iz šećerne trske, te u SAD-u, iz kukuruza. Glavna biogoriva su bioetanol i biodizel.

Bioetanol predstavlja alternativu benzinu. Proizvodi se iz šećerne trske, kukuruza, ječma, krumpira, suncokreta, žita, drva i još nekih biomasa. Najintenzivnija proizvodnja je u Brazilu. Europska Unija već troši znatne količine bioetanola. Hrvatska ima veliki potencijal za proizvodnju i izvoz bioetanola.

Biodizel predstavlja alternativu običnom dizelu proizvedenom iz fosilnih goriva. Proizvodi se najviše iz uljarica (uljane repice, soje, suncokreta, palminih ulja), biorazgradiv je i nije opasan za okoliš. U nekim zemljama Europske Unije, biodizel je već zastupljen u gorivima (u određenom postotku), te također neka vozila već mogu voziti na 100%-tni biodizel.

Tablica 5. Potrošnja biogoriva - Svijet - 2004

	Biogoriva
Jedinica	1000 tona (kt)
Ukupno	25329

Bioplin

Bioplin se proizvodi energetskim transformacijama iz životinjskog izmeta, kanalizacijskog otpada, krute biomase, u anaerobnim uvjetima. Prvenstveno se sastoji od metana i ugljik-dioksida. Može se koristiti kao pogonsko gorivo za vozila, a njegovim pročišćavanjem možemo dobiti i plin čist poput prirodnog.

Tablica 6. Potrošnja bioplina - Svijet - 2004

	Bioplin
Jedinica	Mtoe
Ukupno	9,6

Otpad kao izvor energije

Spaljivanje otpada je jedna od tehnologija koja nam omogućuje dobivanje energije iz otpada. Proces se događa na visokim temperaturama, a dobivena toplinska energija može se iskoristiti za dobivanje električne energije, zagrijavanje vode za grijanje stambenih objekata i slično.

Velika prednost ove tehnologije je da se njome može spaljivati opasan i medicinski otpad, koji ako se odlaže u okoliš, može biti otrovan i opasan za zdravlje živih bića.

Moderna postrojenja za spaljivanje otpada su znatno drugačija od onih od prije samo 10 ili 20 godina; prvo se vrši razdvajanje otpada na onaj koji se može reciklirati i na onaj koji se baš mora spaliti, a nakon toga se vrši spaljivanje.

Zemlje koje najviše koriste ovu tehnologiju su Japan, Švedska i Danska.

Tablica 7. Proizvodnja energije iz otpada - Svijet - 2004

	Kućanski otpad	Industrijski otpad
Jedinica	GWh	GWh
Proizvodnja električne energije (bruto)	47628	29843
Jedinica	TJ	TJ
Proizvodnja toplinske energije (bruto)	140191	94651

Tablica 8. Potrošnja energije proizvedene iz otpada - Svijet - 2004

	Kućanski otpad	Industrijski otpad
Jedinica	Mtoe	Mtoe
Ukupno	20,3	14

Geotermalna energija

Pod geotermalnom energijom obično se podrazumijevaju izvori tople vode ili pare, koji se mogu koristiti za proizvodnju električne energije i/ili topline, međutim, uz pomoć toplinskih pumpi moguće je koristiti i niskotemperaturnu toplinu tla ili podzemnih voda. Potrošnja geotermalne energije blago raste zadnjih godina, slika 51. Potrošnja geotermalne energije 2004. godine iznosila je 3,67 Mtoe.

Solarna energija

Energija sunca može se koristiti ili kao toplinska, ili se sunčevo zračenje može direktno pretvarati u električnu energiju pomoću fotonaponskog efekta. Toplinska energija može se koristiti za proizvodnju topline, pomoću kolektora za grijanje tople vode, ili za proizvodnju električne energije, u solarnim termalnim elektranama. Svjetlosna energija se može jedino pretvarati pomoću fotonaponskih ćelija u električnu energiju Proizvodnja i potrošnja solarne energije vrlo brzo rastu. Ovaj rast posebno se odnosi na Japan i Njemačku.

Slika 52. Potrošnja solarne električne energije

Toplinska

Solarna toplinska energija se većinom koristi za proizvodnju tople vode, ali može se koristiti u solarnim termalnim elektranama za proizvodnju električne energije. Solarna termalna električna energija je u padu, slika 52, ali se očekuje skori ponovni rast.

Fotonaponska

Fotonaponske ćelije omogućuju direktno pretvaranje sunčevog zračenja u električnu energiju. Kao što je moguće vidjeti iz slike 8, instalirana snaga je u stalnom porastu, kao i proizvedena energija, slika 52.

Energija mora

Energetski potencijal je vrlo velik, međutim tehnologije za korištenje te energije su ili tek u razvoju ili preskupe. Energija mora može se koristiti ili kao energija valova, ili kao energija plime i oseke, ili kao toplinska energija mora. Ukupno je u svijetu 2005. godine proizvedeno 551 GWh električne energije iz mora, većinom iz plime i oseke.

Energija valova

Slika 53. Ako zamislimo predmet na površini oceana, on će se uslijed djelovanja vala gibati, a putanja će mu biti eliptična

Energija valova odnosi se na energiju koja se može proizvesti iz oceanskih valova, i prevesti u koristan rad (električnu energiju, desalinizaciju, ili rad za pumpanje vode u rezervoare). Ova tehnologija nije u komercijalnoj uporabi te na svijetu postoji samo nekoliko eksperimentalnih postrojenja.

Energija plime i oseke

Energija plime i oseke predstavlja sredstvo za proizvodnju električne energije korištenjem energije sadržane u vodenoj masi tokom ciklusa plime i oseke, te je slična hidroenergiji. Energija valova može biti kinetička - sadržana u strujama izazvanim plimom i osekom - te potencijalna, sadržana u visinskoj razlici plime i oseke. Ograničeni je broj lokacija gdje je izvedivo postaviti takvo postrojenje, uglavnom na obalama gdje je razlika između plime i oseke veća od 7-10 m. Najpoznatija elektrana na plimu i oseku nalazi se u sjevernoj Francuskoj.

Toplinska

Ovo predstavlja način proizvodnje električne energije iskorištavajući temperaturne razlike morske vode, na različitim dubinama mora (do 1km). Morska voda se pumpa sa dubine na površinu mora, i iskorištava se njihova temperaturna razlika.

Primarna energija i kvaliteta života

Tablica 9. Usporedba potrošnje energije (2003)

kgoe - kg of oil equivalent	Svijet	bogate zemlje (OECD)	zemlje u tranziciji	Hrvatska
kgoe/capita	1690	4670	6960	1980

Efikasnost potrošnje primarne energije

Tablica 10. Usporedba efikasnosti potrošnje energije u stvaranju dobara (2003)

kgoe - kg of oil equivalent	Svijet	bogate zemlje (OECD)	zemlje u tranziciji	Hrvatska
GDP2000$/kgoe	3.2	5.0	2.0	4.2

Zaključak

• rezerve fosilnih goriva rastu brže nego potrošnja
• i dalje je prisutan politički utjecaj na cijenu nafte
• dostupnost plina u Europi - plinovodi + LNG
• novi obnovljivi izvori rastu vrlo brzu, ali su još uvijek zanemarivi dio primarne energije

Vanjske poveznice

Biogoriva