Ulaz za korisnike

Bioenergija

|
Bioenergija
 
Bioenergija
Preko takozvanih solarnih modula se energija svjetlosti pretvara u struju.

 

Proces te transformacije naziva se fotovoltaik, odgovarajući uređaj fotovolatik-uređaj, od „Foto“ (svjetlost) i „Volatik“ (napon). Solarno generirana struja se prema zakonu o potrošnji struje iz 1991. godine isporučuje direktno u javnu strujnu mrežu. Takva struja se opet očitava u kućanstvima preko vlastitog sata te se zapravo preko opskrbnih poduzeća praktički“prodaje“ Za 20 godina se preko standardnog fotovoltaik uređaja može „zaraditi“ cca. 25.000 eura. Investicija za uređaj sa solarnim modulom se kreće , već prema veličini, između 15.000 i 20.000 eura.

U Njemačkoj je trenutno instalirano oko 200.000 fotovoltaik-uređaja, koji su u 2005. proizveli gotovo dvostruko više struje nego prethodne godine. Za 2006. se računa također s dvoznamenkastim porastom.

Od 1990. godine su troškovi solarne proizvodnje struje smanjeni za gotovo 70%. Tendencija je daljeg smanjenja tih troškova i sve većeg, kontinuiranog širenja tržišta, kako bi sunce na njemačkim krovovima pokrilo očekivani potencijal od 30% ukupne portebe za strujom preko fotovoltaik-uređaja.

Solarnotermičke elektrane

Kod solarnotermičkih elektrana, koje se grade u zemljama koje godišnje dobivaju 1.700 do 2.800 kilowati solarne energije po kvadratnom metru (poređenja radi: u Njemačkoj se dobije 1.000 Kwh sunčeve energije godišnje) sunčeva energija se koristi za proizvodnju struje uz pomoć konvencionalne tehnike, primjerice parnih turbina. Proizvedena toplina se može akumulirati, tako da pogon elektrane nije ovisan isključivo o sunčevu zračenju, te da može proizvoditi i noću.

Tržište budućnosti solarna energija

Nakon što je Savezna vlada 2000. godine donijela zakon kao temelj za iskorištavanje alternativnih energija, došlo je do značajnog razvoja branše. Zakon obvezuje isporučitelje da preuzima struju iz privatnih fotovoltaik-uređaja te da za istu plati propisanu cijenu. Udio solarne energije u potrošnji struje u Njamečkoj momentalno leži na 0,02 % i treba se do 2010. godine popeti na 1 %. Solarna industrija je dala proračune prema kojima će udio solarne struje u ukupnoj potrošnji struje diljem svijeta do 2040.godine porasti na 20%. Teoretski se ukupne potrebe za energijom mogu pokriti solarnom energijom na površini od 700x700km u Sahari.

Branša doživljava bum

U razdoblju od 2000. do 2005. godine je prihod solarnih poduzeća u Njemačkoj porastao sa 450 miliona eura na čak 3,7 milijardi eura. Preko 5.000 njemačkih solarnih poduzeća s ukupno oko 42.000 zaposlenih odgovorna su za za taj promet, od kojeg je oko 20% ostvareno izvoznim poslovima u inozemstvo.

Do 2020 godine se prognozira porast na 255.000 zaposlenih u branši, koji će realizirati promet od 24 milijarde eura.

Energija vjetra ostvaruje dugoročno 25 % potrošnje struje u Njemačkoj

U godinama 2020/2025 će oko 25% potrošnje struje u Njemačkoj biti osigurano pomoću energije vjetra. Momentalno ta kvota leži na oko 5% te tako čini najveći udio proizvodnje struje iz obnovljivih energija. Danas energija vjetra pokriva potrebe oko 7,8 miliona tročlanih kućanstava. Energija vjetra je tako važna odrednica za proizvodnju struje u budućnosti, štedi resurse i čuva okoliš.

Počeci buma energije vjetra

U davnoj povjesti ljudskog roda su resursi vjetra korišteni za pogonsku energiju, npr. vjetrenjače. 90-tih godina tehnologija dobivanja energije vjetra doživljava uskrsnuće te se tako u moderniziranoj formi može naći na tržištu u obliku uređaja koji koriste snagu vjetra. Odlučujući faktor pri tome je bio zakon o akumulaciji struje, donesen 1991.godine, koji je konačno omogućio akumulaciju alternativne energije u mežu. Bum je energija vjetra doživjela spontano. Od 2004. je energija vjetra zamijuenila snagu vodu kao najpoznatiju regenerativnu energiju u Njamčakoj.

Brzi tehnološki razvoj

Prva mala postrojenja na pogon energijom vjetra 90-tih godina proizvodila su otprilike između 50 i 150 kilowatt /sati. Izmjenom milenija je tržište energijom vjetra dobilo snažni poticaj i naglim tehnološkim razvojem. Ta energetska postrojenja generiraju odmah struju u megawatt-klase. Danas instalirani uređaji na pogon vjetrom proizvode u Njemačkoj 1,3 megawatt sati struje, to znači 20 puta više struje nego prije 20 godina. Do 2025. godine će parkovi vjetra generirati pretpostavlja se oko 50.000 megawatta sati struje iz energije vjetra.

Energija vjetra iz mora

U budućnosti će lavovski udio njemačke proizvodnje energije vjetra dolaziti iz mora. Kako? Kapaciteti kopnenih energetskih postrojenja na vjetar su sve manji, jer se krajolik ne smije odveć mijenjati instaliranjem postrojenja. Iz tog razloga, ali i zbog boljeg iskorištenja snage vjetra na moru počeo je odabir lokacija na moru za prozvodnju takozvane offshore-energije vjetra. Savez za iskorištenje alternativnih energija je međutim brzo spoznao da i to povlači sobom značajne zahvate i izmjene morskog okoliša te je tako u zakonu o zaštiti prirode 2002. godine ugrađen članak o specijalnim područjima za izgradnju postrojenja za proizvodnju energije vjetra. I do 40% više struje se generira na oru upravo zbog velike brzine vjetra u odnosu na energiju vjetra s kopna.

Ekonomski pokretač energija vjetra

U Njemačkoj postoji jedna trećina svih aeroelektrana instaliranih širom svijeta. 64 % njemačke energije vjetra izvozi se u inozemstvo,a prihodi od inozemsnih poslova se kreću oko 3 milijarde eura godišnje. U 2005.godini su u području energetike vjetra radile 64.000 zaposlenih u Njemačkoj, a generirali su ukupni promet od 4,5 milijarde eura.

Kako su troškovi u energetici vjetra od početka 90-tih godina gotovo prepolovljeni i stalno se smanjuju- energija vjetra postaje sve ekonomičnija te i potražnja za strujom iz energije vjetra sve više raste. To omogućuje stvaranje novih radnih mjesta te porast izvoza.

Proizvodnjom od 50.000 megawatt sati snage iz energije vjetra s kopna i s mora energetika vjetra bi mogla 2020 do 2025. godine pokrivati gotovo 25% ukupne njemačke potrošnje struje s oko 150 milijardi kilowatt sati .

Geotermija: neiscrpna i bez emisije štetnih plinova

Na našem planetu postoje neiscrpne rezerve energije. Iz dana u dan iz unutrašnjosti Zemlje struje takbve količine energije koje bi višestruko bile dovoljne za pokrivanje ukupnih ljudskih energetskih potreba. Današnjim razvijenim tehnologijama je u principu moguće koristiti izvore energije koji čuvaju klimu i okoliš. Geotermija zato spada u širom svijeta rabljene nositelje energije. Jezgra u unutrašnjosti zemlje ima temperaturu od 6.000 °C. Vulkani i gejziri su rezultat te vreline.

Toplina koja prodire iz unutrašnjosti zemlje, iz tekuće jezgre na površinu naziva se geotermija ili toplina zemlje. Na svom prema gore toplina zagrijava rezervoare vode u stijenju i slojevima zemlje, koji se opet mogu koristiti za dobivanje topline ili za proizvodnju struje. I sve to bez ütetne emisije! Dok geotermičke elektrane opskrbljuju kućanstva bez ispušnih plinova, elektrane na ugalj ispuhuju u zrak za svako kućanstvo koje opskrbljuju strujom preko jedne tone ugljičnog dioksida godišnje.

Preko stijenja ili vode: transport topline na površinu

Toplina se za dobivanje energije mora transportirati iz dubine na površinu. Zato postoje dvije mogućnosti: preko vrelog stijenja ili preko tople vode iz prirodnih vrućih termalnih slojeva vode(hidrotermička toplina zemlje).Kako bi se toplina dobila iz vrelog stijenja, voda se crpui u dubinu te je kamenština zagrijava i ponovno se crpi prema gore. Vrela termalna voda crpi se direktno u visinu.

Oba postupka služe kako za proizvodnju topline, tako i za proizvodnju struje. Zemljina toplina je neovisna o vremenskim prilikama i klimi, uvijek je na raspolaganju i jedna od najneovisnijih od svih obnovljivih energija.

Toplina iz toplana

Kako bi se toplina generirala,energija se dovodi iz termalne vode, temperature između 40 do 100°, preko izmjenjivača topline u cirkulacijski sustav toplane.

Ohlađena voda se ponovno crpi u dubinu izvora. Prva geotermička toplana u svijetu je sagrađena 1913. godine u Italiji. U Njemačkoj je 1998.godine startala prva geotermička elektrana, u međuvremenu su na području Njemačke izgrađena još 24 velika postrojenja, i to na terenima gdje se termalni izvori pojavljuju na dubinama od 1000 do 2500 metara: u južnonjemačkom području Molassebecken, u Obererheingraben( geološki „ vruća“ regija) te u dijelovima sjevernonjemačke udolinske ravni. Privatna kućanstva mogu dobivati toplinu iz toplana preko toplinskih crpki.

Struja iz elektrana

Pretpostavka za hidrotermalnu proizvodnju struje su temperature od 100°, zapravo: vodena para. Para se koristi da bi preko turbine pokretala strujni generator elektrane. Kako u Njemačkoj maksimalna temperatura termalne vode iznosi 100°, dugo vremena se za dobivanje topline koristila geotermija.

Aktualni razvoj

Potencijal uporabe geotermike za proizvodnju struje i topline je enorman. Dnevno skoro 2,5-struko raste količina energije iz unutrašnjosti zemlje, koju mi koristimo. Rast geotermike u Njemačkoj prognoziran je na 14%, negdje oko 10.000 ljudi je trenutačno zaposleno u branši.

Toplina:

U 2005. godini dobiveno je iz geotermike okruglo 1,6 milijardi kilowat-sati toplinske energije. Važnu ulogu kod uporabe zemljine topline igraju toplinske crpke, od kojih je u privatnim kućanstvima novoinstraliranih oko 18.000. To znači porast od gotovo 40% više nego prethodne godine! Zahtjevi za zemljinom toplinim su u snažnom porastu. Oko 29 % potrebne energije se u budućnosti može dobiti iz geotermike.

Struja: Godišnja proizvodnja geotermičke struje kretala se 2005 oko 200.000 kilowat-sati. U poređenju s drugim obnovljivim energijama je to relativno mala iskorištenost, tek je puštanje u rad prve elektrane 2003. godine predstavljal kamen temeljac u razvoju geotermičke proizvodnje struje. U tijeku je odabir novih lokacija za otvaranje još takvih elektrana, gdje će se bušiti do određene dubine za rezervoare zemljine topline. Cilj geotermičkih elektrana je u budućnosti dobra pokrivenost opskrebe strujom u Njemačkoj.

Zemljina toplina se može dobiti u svako doba godine, pri svakom vremenu i stalno. Ta postojanost, doprinos zaštiti klime kao i mogućnost da se bušenjem dospije do toplih slojeva zemlje čine geotermiju jednim od najznačajnih nositelja energije budućnosti.

Opskrba energijom u budućnosti struja, toplina i energenti iz biomase

Već više od 700.000 godina čovjek koristi sagorijevanje drveta za dobivanje vatre, koja služi za kuhanje objeda i kao izvor topline. Danas se osim drveta koriste i drugi oblici nositelja energije iz biomase, koji se ujedno rabe za generiranje biomase. Biomasa je mnogostruki obnovljivi nositelj energije. Može biti kruti, tekući i plinoviti nositelj energije,koji služi za pripremu tople vode, za proizvodnju struje ili kao energent.

Biomasa u tekućem, krutom ili plinovitom obliku

Za razliku od fosilnih nositelja energije kao što su ugljen, nafta ili zemni plin, čiji su se resursi stvarali milionima godina i sve su manji, biomasa je zbog prirodnog cikulacijskog ciklusa obnovljiva sirovina. U uporabljivu biomasa ubrajaju se sve supstance organskog podrijetla. Prije svega se rabe drvo, slama, kukuruz, žito, šećerna repa, repa, bioplin, biljna ulja, biootpad, ekskrementi, alge i sl. Sunce svojim zračenjem predstavlja motor za rast bilja i aktivira fotosintezu. Pri tome se iz zraka troši ugljični dioksid CO2, koji se kod energetske uporabe ( uglavnom sagorijevanja) biomase ponovno oslobađa. Tako je cirkulacija CO2 zatvorena i nema pojave efekta staklenika.

Multitalentirana bioenergija: Proizvodnja topline, struje i energenata

Biomasa daje bioenergiju. Ona se može koristiti mnogostruko i prozvodi energente, toplinu i struju. Od obnovljivih energija bioenergija predstavlja najveći potencijal za dobivanje energije.

Toplina:

Toplina se dobiva u toplanama, tradicionlano i uobičajeno sagorijevanjem drveta. Biomasa isporučuje 5% ukupne energetske potrebe na tržištu energije i isporučuje preko 90% topline iz obnovljivih energija. Značajno se povećala potražnja za grijanje peletima u privatnim kućanstvima, a biomasa se koristi i u takozvanoj sprezi snaga – toplina. To znači da se u elektrani istovremeno proizvode i struja i toplina.

Struja: U usporedbi s dobivanjam topline iz biomase, proizvodnja struje je relativno još u povojima. Zakonom o obnovljivim energijama (EEG) te pravilnikom o bimasi (biomasa V) stvoreni su uspješno temelji za pojačanu izgradnju takvih uređaja u Njemačkoj. Dosta elektrana se trenutačno gradi, a neke su još u fazu projektiranja. Uobičajeni način dobivanja struje jeste onaj u kotlovima, proizvodnjom pare sagorijevanjem krute biomase. Biomasa umjesto uglja,jer je tehnika u principu ista kao elektrane na ugalj. Još jedna mogućnost, koja se posljednih godina snažno razvija jeste proizvodnja struje u turbinama iz bioplina., koji nastaje nakon sagorijevanja biomase(ostaci hrane, kukuruz, fekalije). U budućnosti će ćelije energenata doprinositi sve više učinkovitijem strujanju bioplina, kako bi se povećala iskorištenost struje.

2005.godine je proizvodnja struje od krute biomase i biplina u Njemačkoj iznosila 13,1 milijardu kilowat sati, što predstavlja kvotu od 2,2% ukupne potrošnje struje te porast od oko 40% u odnosu na prethodnu 2004.godinu.

Energenti: Bioenergenti kaobiodizel, biljno ulje,etanol, biometan ili novi sintetski energenti biomas-to-likvidi (BtL) predstavljaju momentalno glavnu temu razgovora, jer uobičajeni energenti su sve skuplji, a emisija CO2 s oko 20 % širem svijeta onečišćuje okoliš. Uporaba bioenergenata doživljava svoj bum. 2005. godine se uporaba udvostručila na oko 2 miliona tona. EU smjernica za „ proizvodnju i uporabu bioenergenata u sektoru prometa“ predviđa, da će do 2010.godine potrebe za gorivom bitii do 5,75% pokrivene obnovljivim bioenergentima. Trenutačno ta vrijednost leži na oko 3,4 %. Investicije ,prije svega za proizvodnju sintetskih bioenergenata skrivaju velike potencijale.

Njemačka industrija bioenergije

Bioenergija je u Njemačkoj dala u 2005. godini veliki doprinos svih obnovljivih energija za krajnju potrošnju energije. S prometom od oko 5,9 milijardi eura u bioenergetskoj branši je zaposleno preko 57.000 ljudi, a i u budućnosti se nude veliki potencijali na tržištu rada.

Savezna udruga za bienergiju procjenjuje da će, nakon što bioenergija bude do 2030. pokrivala 15% potreba za primarnom energijom struje, topline i energenata u Njemačkoj, na taj načina nastati preko 200.000 novih radnih mjesta.

Materijali