ODRŽIVI RAZVOJ ENERGETIKE

Izvor: ENERPEDIA
Jump to navigation Jump to search

Odrzivi razvoj energetike.jpg




Cilj ovog poglavlja je postići razumjevanje međuodnosa razvoja, tehnologije i resursa, kao glavnih silnica koje određuju ljudsku povijest, s posebnim naglaskom na energetiku - nauku o korištenju jednog od osnovnih resursa, energije, koja funamentalno utječe na tehnologiju, koja je opet osnova razvoja. Međutim, osim ograničenosti jednog resursa, energije, korištenje energije smanjuje i dostupnost drugim resursima, poput čiste vode, zraka, itd.

Uvod

Crta.jpg

Da li će naša civilizacija propasti ili će napredovati? Svjedoci smo sve češćih dovođenja u sumnju opstanka svijeta, ovakvog kakvog ga poznajemo, iako se s druge strane čini, da je napredak i brzina razvoja koje je čovječanstvo postiglo, bez premca u povijesti. Tko je u pravu? Optimisti ili pesimisti? Civilizacije su u povijesti propadale ostavljajući iza sebe samo kamene artefakte (Rapa Nui, Maje), a mnoge su dugo nadzivjele nestanak političkog okvira u obliku civilizacijskih vrijednosti (Rim), dok neke traju iako im stalno predviđaju propast (Zapad, Kina). Mogu li se na neki način civilizacije grupirati? Što je to što određuje preživljavanje neke civilizacije? Marvin Harris, jedan od vodećih antropologa dvadesetog stoljeća, postavlja razvoj kao posljedicu s jedne strane demografskog pritiska a s druge ograničenosti resursa na datom tehnološkom nivou. U trenutku kada pojedina civilizacija dostigne nivo potrošenosti resursa ima dvije opcije, implodirati, ili skočiti na viši tehnološki nivo.

Viši tehnološki nivo je obično zasnovan na većoj potrebi za energijom, što energiju kao resurs postavlja u centar, jer o njoj ovisi tehnologija neophodna za povećanje efikasnosti korištenja drugih resursa, vode, zemlje, ljudskog rada, itd. Međutim, to dovodi do sve veće zavisnosti o energiji kao resursu, koji je kao i drugi resursi ograničen, na datom tehnološkom nivou, kao i do povećanog korištenja drugih resursa kao čistog zraka, pitke vode, ili stabilne klime.


Crta.jpg

Modeli razvoja

Crta.jpg

Malthusov model - diminishing returns:

  1. demografski pritisak (povećanje broja ljudi) - eksponencijalni porast
  2. apsolutna ograničenost rasta resursa - linerarni porast

Prema modelu povijesti Marvina Harrisa (Cannibals and Kings: The Origins of Cultures) dvije sile utječu na čovjeka:

  1. demografski pritisak (povećanje broja ljudi)
  2. ograničenost resursa na datom tehnološkom nivou

Kada se civilizacija nađe na točki kada su resursi istrošeni ili je njihova obnovljivost manja nego što je potrebna stopa korištenja izbor je:

  1. civilizacija će implodirati
  2. civilizacija će uspješno skočiti na viši tehnološki nivo čime će se količina sada dostupnih resursa povećati

Primjeri implodiranih civilizacija:

  1. civilizacija Maja oko 800. g.
  2. civilizacija Rapa Nui oko 1500. g.

Civilizacija Maja:

  • počeci u 1. stoljeću pr.n.e. u području današnjeg Belizea
  • širenje dolinama rijeka prema unutrašnjosti
  • naseljavanje područja Peten i Yucatana
  • gradovi države, oko 750. g. oko 2 miliona ljudi živi u Petenu
  • slash and burn agriculture
  • zbog demografskog pritiska smanjuje se trajanje slash and burn ciklusa sa 20 na desetak godina, što uzrokuje desertifikaciju i nagli gubitak hrane
  • rat svih protiv svih, ekonomska aktivnost staje, nestaje hrane, potpuna implozija oko 800.g.
  • danas u području Petena živi oko 20000 ljudi, i mnogo gradova duhova (Tikal)

Crta.jpg

Tehnološke revolucije

Crta.jpg

Tablica 1. Povijest ispričana kroz tehnološke revolucije:


skupljanje   lov   ratarstvo/ stočarstvo   hidraulička civilizacija   industrija   informatika
  prije 40000 g.   prije 

10000 g.

  prije 

6000 g.

  prije 

200 g.

  prije 

50 g.

 
  luk i strijela   izumiranje mega-faune;   irigacija   parni stroj   računalo  
100000   1 mil.   10 mil.   100 mil.   1000 mil.   10000 mil.
vatra           voda   fosilna goriva, električna

energija

   



Pitanje razvoja je dakle pitanje opstanka!

Crta.jpg

Demografija i resursi

Crta.jpg

Oe91.jpg

Slika 1. Evolution of market share of various primary energy sources since 1850 Mediji:Marketshare1850.pdf



Oe92.jpg

Slika 2. World Primary Energy Consumption 1800-2015 Izvor



Oe93.gif

Slika 3. Economic Development and Energy Consumption



GDPTPES.png

Slika 4. Razdvajanje razvoja od potrošnje energije je moguće - danski primjer Izvor



EUCO2.jpgEUUncoupling.jpg

Slika 5. Razdvajanje razvoja od potrošnje energije je moguće - evropski primjer



Population.jpg

Slika 6. World Population Growth Mediji:Wpp2000h.pdf


Oe95.jpg

Slika 7. World Energy Consumption Forecast Izvor


201601.gif

Slika 8. Global Warming Trend 1880-2016 Izvor



Co2hist.jpg

Slika 9. Carbon Dioxide Concentration Change

Crta.jpg

Definicije održivosti

Crta.jpg

a.) for the World Commission on Environment and Development (Brundtland Commission ) " development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs "

b.) for the Agenda 21, Chapter 35 " the development requires taking long-term perspectives, integrating local and regional effects of global change into the development process, and using the best scientific and traditional knowledge available"

c.) for the Council of Academies of Engineering and Technological Sciences: " It means the balancing of economic, social environmental and technological considerations, as well as the incorporation of a set of ethic values"

d.) for the Earth Chapter " The protection of the environment is essential for human well-being and the enjoyment of fundamental rights, and as such requires the exercise of corresponding fundamental duties"

e.) Thomas Jefferson, Sept.6 1789 " Then I say the earth belongs to each generation during its course, fully and in its right no generation can contract debts greater than may be paid during the course of its existence"

Crta.jpg

Metode procjene održivog razvoja energetskih sustava

Crta.jpg

Kako računati održivost? Ne postoji neka apsolutna metoda, ali je moguće usporediti dva različita energetska sustava (npr. solarna termalna energija za grijanje tople vode i električna energije dobivena iz termoelektrane za istu svrhu). Koriste se 4 glavne metode za usporedbu održivosti.

Eksterni trošak

Ova se metoda, najčešće korištena od strane Evropske komisije, bazira na jednostavnoj ideji, da korištenje neke tehnologije, osim ekonomskog troška, tzv. interni, ima još i ekološki i socijalni, tzv. eksterni trošak. U eksterne troškove se ubrajaju troškovi koji prozlaze iz korištenja drugih resursa, dakle zagađenje zraka i vode, globalno zatopljenje, zagađenja bukom, gubitka zelenih površina, estetskog zagađenja, itd., uključivo i troškove lječenja koji su posljedica prethodnih negativnih procesa, kao i smanjenja kvalitete života. Često je problem kvantificirati sve te troškove, ali već je dosta posla učinjeno.

LCOE.jpg

Slika 10. Levelised cost of electricity Subsidies and costs of EU energy (pdf)


ExternalCosts.jpg]

Slika 11. Eksterni troškovi Subsidies and costs of EU energy (pdf)


HistoricSupport.jpg

Slika 12. Povijesne subvencije Subsidies and costs of EU energy (pdf)


RESvsConventional.jpg

Slika 13. Povijesne cijene obnovljivih i konvencionalnih izvora električne energije Nastavak (ppt)

GasvsRESInclExternal.jpg

Slika 14. Usporedba povijesnih cijena električne energije iz plina i obnovljivih izvora, uz eksterne troškove Nastavak (ppt)

CoalvsRESInclExternal.jpg

Slika 15. Usporedba povijesnih cijena električne energije iz ugljena i obnovljivih izvora, uz eksterne troškove Nastavak (ppt)


Multikriterijalna analiza

Ova metoda uspoređuje različite energetske sustave opisujućih ih različitim indikatorima, ponderirajući indikatore prema određenim prioritetima. Indikatori djelimo na ekonomske, ekološke i socijalne, te iako zahtjevaju veliku količinu podataka, su relativno jednostavni za izračunati. Dodjelom važnosti indikatorima, što u sebi sadrži procjenu održivosti, metoda daje prednost jednoj ili drugoj tehnologiji.

Naim H. Afgan at all., Sustainable Energy Development, Renewable and Sustainable Energy Review 2, 235-286, 1998

Eksergija

Ova metoda uspoređuje dva energetska sustava eksergetski, dajući prednost onome koji efikasnije koristi energiju. Eksergija predstavlja kvalitetu energije. Prema prvom glavnom stavku energija je uvijek konzervirana, ali znamo da je sposobnost njenog pretvaranja u rad ovisna o temperaturi na kojoj se nalazi iznad temperature okoline. Znači, kako se energija koristi, ona gubi kvalitetu, i eksergija pada. Onaj energetski sustav koji bolje koristi eksergiju je bolji i time održiviji.

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

Emergija (engl. emergy)

Emergija je sva energija koja je potrošena za dobivanje pojedinog resursa, npr. za fosilna goriva uključuje i energiju sunca koja je bila potrebna za nastanak fosilnih goriva. Ova metoda uspoređuje tako dva energetska sustava, uzimajući u obzir energiju koja se koristi ne samo u procesu nego od nastanka Zemlje, i na taj način, minimizacijom emergije, smanjuje potrošnju resursa

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

Crta.jpg