Vidi kôd stranice ODRŽIVI RAZVOJ ENERGETIKE

[[Image: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=
[[Image: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. 


[[Image:Crta.jpg]]
=Modeli razvoja=
[[Image:Crta.jpg]]

Malthusov model - diminishing returns:

#demografski pritisak (povećanje broja ljudi) - eksponencijalni porast
#apsolutna ograničenost rasta resursa - linerarni porast 

Prema modelu povijesti Marvina Harrisa ([http://www.amazon.com/exec/obidos/ASIN/067972849X/o/qid=927127255/sr=2-2/002-2953294-0094825 Cannibals and Kings: The Origins of Cultures]) dvije sile utječu na čovjeka:

#demografski pritisak (povećanje broja ljudi)
#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:

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

Primjeri implodiranih civilizacija:

#civilizacija Maja oko 800. g.
#civilizacija [http://en.wikipedia.org/wiki/Rapa-Nui_(film) 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 [https://www.google.com/maps/place/Petén+Department,+Guatemala/@16.8275576,-91.416592,8z/data=!3m1!4b1!4m5!3m4!1s0x85f540a5dddc4161:0xb9119284fd7a468d!8m2!3d16.912033!4d-90.2995785 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)

[[Image:Crta.jpg]]

=Tehnološke revolucije=
[[Image:Crta.jpg]]

<div align="center">'''Tablica 1.''' Povijest ispričana kroz tehnološke revolucije:</div>

 
{|  border="0" cellpadding="0" width="811" height="254" align="center" 
|  bgColor=#00ff00 width="74" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>skupljanje</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="76" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="60" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>lov</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="88" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="71" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>ratarstvo/ sto&#269;arstvo</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="79" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="75" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>hidrauli&#269;ka civilizacija</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="67" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="83" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>industrija</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="65" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#00ff00 width="94" height="47" align="center" | <FONT face=Arial>informatika</FONT>
|- 
|  bgColor=#ffff00 width="74" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="76" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>prije 40000 g.</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="60" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="88" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>prije&nbsp;<br>
10000 g.</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="71" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="79" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>prije&nbsp;<br>
6000 g.</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="75" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="67" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>prije&nbsp;<br>
200 g.</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="83" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="65" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>prije&nbsp;<br>
50 g.</FONT>
|  bgColor=#ffff00 width="94" height="48" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|- 
|  bgColor=#CCCCFF width="74" height="54" align="center" | &nbsp;
|  bgColor=#CCCCFF width="76" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>luk i strijela</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="60" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="88" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>izumiranje mega-faune;</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="71" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="79" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>irigacija</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="75" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="67" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>parni stroj</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="83" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="65" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>ra&#269;unalo</FONT>
|  bgColor=#CCCCFF width="94" height="54" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|- 
|  bgColor=#99CCFF width="74" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>100000</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="76" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="60" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>1 mil.</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="88" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="71" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>10 mil.</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="79" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="75" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>100 mil.</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="67" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="83" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>1000 mil.</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="65" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#99CCFF width="94" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>10000 mil.</FONT>
|- 
|  bgColor=#ff0000 width="74" height="42" align="center" | <FONT color="#FFFFFF" face=Arial>vatra</FONT>
|  bgColor=#ff0000 width="76" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ff0000 width="60" height="42" align="center" | &nbsp;
|  bgColor=#ff0000 width="88" height="42" align="center" | &nbsp;
|  bgColor=#ff0000 width="71" height="42" align="center" | &nbsp;
|  bgColor=#ff0000 width="79" height="42" align="center" | &nbsp;
|  bgColor=#ff0000 width="75" height="42" align="center" | <FONT color="#FFFFFF" face=Arial>voda</FONT>
|  bgColor=#ff0000 width="67" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ff0000 width="83" height="42" align="center" | <FONT color="#FFFFFF" face=Arial>fosilna goriva, elektri&#269;na 
energija</FONT>
|  bgColor=#ff0000 width="65" height="42" align="center" | <FONT face=Arial>&nbsp;</FONT>
|  bgColor=#ff0000 width="94" height="42" align="center" | &nbsp;
|}




Pitanje razvoja je dakle pitanje opstanka!

[[Image:Crta.jpg]]

=Demografija i resursi=
[[Image:Crta.jpg]]

[[Slika:Oe91.jpg]]

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




[[Slika:Oe92.jpg]]

Slika 2.  World Primary Energy Consumption 1800-2015
[https://ourworldindata.org/grapher/global-energy-consumption-source Izvor]




[[Slika: 2022-09-08 (1).png]]

Slika 3.  Economic Development and Energy Consumption




[[Slika:Odnos_potrošnje_energije_i_BDP_za_Europsku Uniju.png|800px]]

Slika 4.  Odnos potrošnje energije i BDP-a za EU-27 (2002.-2019.)  [Izvor Eurostat]




[[Slika:EUCO2.jpg|800px]]

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




[[Slika:Population.jpg]]

Slika 6.  World Population Growth [https://www.newgeography.com/content/007534-un-world-population-projections-declines-later-century Izvor]



[[Slika:Oe95.jpg]]

Slika 7.  World Energy Consumption Forecast
[http://www.bernhardseiwald.com/research.html Izvor]


[[Slika:201601.gif]]

Slika 8.  Global Warming Trend 1880-2016
[https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201601 Izvor]




[[Slika:Co2hist.jpg|800px]]

Slika 9.  Carbon Dioxide Concentration Change

[[Image:Crta.jpg]]

=Definicije održivosti=
[[Image: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"

[[Image:Crta.jpg]]
=Metode procjene održivog razvoja energetskih sustava=
[[Image: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.

[[Image:LCOE.jpg|800px]]

Slika 10. Levelised cost of electricity [[Mediji:20141013_subsidies_costs_eu_energy.pdf.pdf|Subsidies and costs of EU energy (pdf)]]


[[Image:ExternalCosts.jpg]]]

Slika 11. Eksterni troškovi [[Mediji:20141013_subsidies_costs_eu_energy.pdf.pdf|Subsidies and costs of EU energy (pdf)]]


[[Image:HistoricSupport.jpg]]

Slika 12. Povijesne subvencije [[Mediji:20141013_subsidies_costs_eu_energy.pdf.pdf|Subsidies and costs of EU energy (pdf)]]


[[Image:RESvsConventional.jpg|800px]]

Slika 13. Povijesne cijene obnovljivih i konvencionalnih izvora električne energije [[Mediji:Sustainable1.ppt|Nastavak (ppt)]]

[[Image:GasvsRESInclExternal.jpg|800px]]

Slika 14. Usporedba povijesnih cijena električne energije iz plina i obnovljivih izvora, uz eksterne troškove [[Mediji:Sustainable1.ppt|Nastavak (ppt)]]

[[Image:CoalvsRESInclExternal.jpg|800px]]

Slika 15. Usporedba povijesnih cijena električne energije iz ugljena i obnovljivih izvora, uz eksterne troškove [[Mediji:Sustainable1.ppt|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.

[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032198000021 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

'''Otisak (engl. footprint)''' 

Ekološki otisak mjeri ljudsku potražnju za prirodom, količinu prirode koja joj je potrebna za podršku ljudima i gospodarstvu. Otisak uspoređuje biološki produktivno područje koje ljudi koriste za svoju potrošnju s biološki produktivnim područjem dostupnim u nekoj regiji ili svijetu (biokapacitet, proizvodno područje koje može obnoviti ono što ljudi zahtijevaju od prirode). Ukratko, to je mjera ljudskog utjecaja na ekosustav Zemlje i otkriva ovisnost ljudske ekonomije o prirodnom kapitalu.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ecological_footprint

'''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

[[Image:Crta.jpg]]