Tranzicija prema obnovljivm izvorima energije smatra se ključnom za postizanje održivih energetskih sustava
Povodom Međunarodnog dana čiste energije razgovarali smo s dipl. ing. elektroenergetike, voditeljem studija Računarstvo na Veleučilištu u Bjelovaru Tomislavom Adamovićem i dr. sc. Davorom Antoljakom, dipl. ing. rud.
Pročitajte njihova razmišljanja o obnovljivim izvorima energije.
Možete li objasniti što je čista energija, odnosno zašto se tako naziva?
Davor Antoljak: Čista energija je energija koja se dobiva najčešće iz obnovljivih izvora energije (vjetra, sunce, toplinska energija Zemlje, voda), a naziva se čistom radi toga što pri njezinom pridobivanju ne nastaju štetne tvari (poput stakleničkih plinova). Međutim, ako se promatra ukupni karbonski otisak tehnologija za pridobivanje energije iz obnovljivih izvora situacija se drastično mijenja jer oprema koja se koristi sadrži velike količine metala i dr. materijala čija proizvodnja je okarakterizirana kao štetna za okoliš, prirodu i zdravlje ljudi. Nerijetko, eksploatacija ruda koje sadrže metale koji se koriste u proizvodnji opreme za pridobivanje čiste energije se odvija u politički nestabilnim zemljama s visokom razinom korupcije te nedostatnom zaštitom ljudski prava i sloboda.
Tomislav Adamović: Osim početnog utjecaja proizvodnje opreme za obnovljive izvore energije, važno je također uzeti u obzir životni ciklus tih sustava. Na primjer, iako solarni paneli i vjetroelektrane mogu funkcionirati desetljećima, postavlja se pitanje što učiniti s njima nakon što završe svoj radni vijek. Proces recikliranja i zbrinjavanja ovih sustava predstavlja značajan ekološki izazov.
Solarni paneli, na primjer, sadrže materijale poput silicija, srebra i aluminija, kao i potencijalno toksične supstance poput kadmija i olova. Njihovo pravilno zbrinjavanje i recikliranje su ključni za smanjenje njihovog ukupnog utjecaja na okoliš. Slično tome, vjetroelektrane sadrže velike količine metala i kompozitnih materijala koji također zahtijevaju pažljivo rukovanje na kraju životnog ciklusa.
Dakle, iako obnovljivi izvori energije donose značajne prednosti u smanjenju emisija stakleničkih plinova tijekom faze proizvodnje energije, potrebno je razviti održive strategije za njihov cijeli životni ciklus. To uključuje istraživanje i razvoj učinkovitijih metoda recikliranja, poticanje dizajna proizvoda s obzirom na krajnji ciklus zbrinjavanja, kao i razvoj politika i regulativa koje će osigurati odgovorno rukovanje otpadom iz obnovljivih izvora energije.
Zašto je čista energija u današnje vrijeme važna?
Davor Antoljak: Čista energija u ukupnom “energetskom miksu“ neke države je važana radi diverzifikacije izvora energije. Na taj način se smanjuje rizik energetskih deficita.
Tomislav Adamović: Svakako je važna i u kontekstu borbe protiv klimatskih promjena te u smislu održivog razvoja. Obnovljivi izvori energije su, za razliku od fosilnih goriva, neiscrpni. To znači da mogu osigurati dugoročnu, održivu opskrbu energijom, što je ključno za ekonomski razvoj , posebno u nerazvijenim i razvijajućim zemljama. S druge strane, tržište čiste energije je brzorastući sektor koji stvara nove poslove, od istraživanja i razvoja do proizvodnje, instalacije i održavanja tehnologija obnovljive energije.
Kako energija iz obnovljivih izvora utječe na tradicionalne energetske sustave?
Davor Antoljak: Stabilnost opskrbe energijom (npr. električnom energijom) iz obnovljivih izvora energije ovisi o prirodnim pojavama (sunčeva svjetlost, vjetar i dr.) koje su nepredvidive i nestabilne pa posljedično i opskrba istom. Potrošnja energije u vremenu nije konstantna tako da u određenim periodima imamo veću, donosno, manju potrošnju energije što se nužno ne mora poklapati s proizvodnim ciklusima energetskih postrojenja. Načelno, obnovljivi izvori energije imaju manju pouzdanost od konvencionalnih izvora energije jer ovise o prirodnim pojavama te geografskoj i geološkoj predisponiranosti. Fluktuacije proizvodnje i potrošnje energije se moraju uravnotežiti radi tehničkih limita energetskih sustava pa se samim time obnovljivi izvor energije moraju uskladiti s baznim, primarnim izvorima energije poput termoelektrana i nuklearnih elektrane.
Tomislav Adamović: Energija iz obnovljivih izvora ima značajan utjecaj na tradicionalne energetske sustave, prvenstveno zato što predstavlja izazov za uobičajeni način proizvodnje i distribucije energije. Obnovljivi izvori poput sunca, vjetra ili geotermalne energije su, za razliku od tradicionalnih izvora poput ugljena ili plina, često varijabilni i geografski raspršeni.
Postoje li izazovi u integraciji obnovljivih izvora energije u postojeće energetske mreže?
Davor Antoljak:Postoje radi neravnomjerne proizvodnje energije iz obnovljivih izvora energije u odnosu na potražnju i tehničku limitiranost energetskog sustava. Ako ne postoji pažljivo uravnotežen energetski sustav može doći do manjka ili viška energije u sustavu. U slučaju da sustav nema predviđen način uravnoteženja može doći do nepovoljnih situacija po proizvođače i potrošače energije. Primjerice, u slučaju viška električne energije proizvođač, uslijed manjka potražnje i tehničkog limita elektroenergetskog sustava, istu mora plasirati na tržište po manjim cijenama od tržišnih, ako uopće pronađe kupca u okruženju. Alternativa je skladištenje viška energije ili gašenje postrojenja sve dok potražnja u sustavu ne preraste proizvodnju.
Tomislav Adamović: Integracija obnovljivih izvora energije u postojeće energetske mreže predstavlja kompleksan izazov. Ovi izvori, kao što su sunce i vjetar, donose varijabilnost i nepredvidivost u proizvodnji energije, što otežava osiguravanje stabilne opskrbe. Kako bi se riješila ova pitanja, potrebne su sofisticirane tehnologije za skladištenje energije, što omogućava zadržavanje viška energije za korištenje u periodima kada proizvodnja padne. Dalje, modernizacija postojećih mreža ključna je za integraciju ovih distribuiranih izvora, zahtijevajući značajne investicije i tehnološke inovacije, uključujući razvoj pametnih mreža koje mogu efikasno upravljati fluktuacijama i održavati ravnotežu između opskrbe i potražnje. Osim tehničkih izazova, postoje i regulatorni i tržišni aspekti koji trebaju prilagodbu. Integracija obnovljivih izvora zahtijeva fleksibilnije tržišno okruženje i podržavajuće političke okvire koji potiču inovacije i investicije. Ovi izazovi također ističu potrebu za geografskim razmatranjima, jer pristup obnovljivim izvorima varira ovisno o lokaciji, što zahtijeva lokalizirane strategije za učinkovitu integraciju. Uprkos ovim izazovima, tranzicija prema obnovljivim izvorima energije smatra se ključnom za postizanje održivih energetskih sustava.
U odnosu na prije 20 godina kako današnji tehnološki napredak utječe na učinkovitost, iskoristivost i isplativost obnovljivih izvora energije?
Davor Antoljak: Tehnološki napredak značajno utječe na učinkovitost, iskoristivost i isplativost obnovljivih izvora energije. Automatizacijom energetskih sustava može se upravljati s proizvodnjom/potrošnjom energije u realnom vremenu što uvelike utječe na prije navedeno. Primjerice, kućanski aparati se uključuju/isključuju iz električne mreže s obzirom na ukupnu potrošnju električne energije u sustavu kako ne bi došlo do neželjenog preopterećenja. Nadalje, tehnološki razvoj u proizvodnji materijala je jedan od ključnih parametara koji utječu na učinkovitost, iskoristivost i isplativost obnovljivih izvora energije pa tako upotreba neodimijskih magneta u rotorima vjetroagregata omogućuje veće promjere i veće visine vjetrenjača što za posljedicu ima veću izlaznu snagu.
Tomislav Adamović: U posljednjih dvadeset godina, tehnološki napredak imao je značajan utjecaj na učinkovitost, iskoristivost i isplativost obnovljivih izvora energije.
Povećana je učinkovitosti solarnih panela i vjetroturbina. Na primjer, učinkovitost solarnih panela se značajno povećala, omogućujući veću proizvodnju energije s manjih ili istih površina. Troškovi proizvodnje obnovljive energije, posebice solarne i vjetroturbinske, drastično su smanjeni. Ovo je rezultat poboljšanja u proizvodnim procesima, ekonomiji obujma, i naprednijim materijalima. Također, značajan je razvoj u tehnologijama skladištenja energije, kao što su litij-ionske baterije, što omogućava efikasnije skladištenje viškova energije proizvedene iz obnovljivih izvora. S povećanjem učinkovitosti i smanjenjem troškova, obnovljivi izvori energije postali su dostupniji i isplativiji za širu primjenu.
Kako se može iskoristiti geotermalna energija?
Davor Antoljak: Iskoristivost i isplativost obnovljivih izvora energije je vrlo kompleksna priča jer ovisi o velikom niz čimbenika od kojih su mnogi nepredvidivi ili teško predvidivi. Države koje imaju prepoznat geološki, odnosno, geografski potencijal za proizvodnju energije iz obnovljivih izvora isti trebaju iskoristiti u energetskom miksu. No, državne institucije trebaju dati jasni socioekonomski i fiskalni okvir po pitanju proizvodnje energije iz obnovljivih izvora od početka do završetka projekta. Primjerice, na početku projekta mora se dati odgovor na pitanja poput: što ćemo s viškovima energije kada se oni pojave ili gdje odložiti fotoelektrične panele nakon završetka uporabe.
Geotermalne otopine u kojima je akumulirana toplinska energija može se koristiti za proizvodnju električne energije i/ili grijanje objekata. Kemijski sastav geotermalnih otopina može biti šarolik te varira od lokaliteta do lokaliteta, ali ako se analizama dokaže postojanje ekonomski isplativih količina određenih kemijskih elemenata, može se upotrebljavati i u svrhu ekstrakcije mineralnih sirovina (npr. metala).
Tomislav Adamović: Geotermalna energija se najčešće koristi za proizvodnju električne energije ili toplinske energije. Kod proizvodnje električne energije bitni su uvjeti na samoj lokaciji izvora geotermalne energije. Postoje geotermalne elektrane koje koriste prirodni izvor suhe pare za pokretanje turbina, zatim tzv Flash Elektrane koje koriste vrelu vodu pod velikim tlakom za pokretanje turbina te binarne koje koje koriste relativno niže temperature izvora vode za zagrijevanje sekundarnih tekućina s niskom točkom vrenja koja zatim pokreće turbinu.
Češća je upotreba geotermalnih izvora za proizvodnju toplinske energije pa se ona može korstiti za grijanje bazena, staklenika, ribnjaka za uzgoj ribe, i za razne industrijske procese ili za za sustave centralnog grijanja, gdje se topla voda distribuira kroz mrežu cijevi za grijanje više zgrada ili čak cijelih naselja.
Što građani u svojim kućanstvima mogu učiniti da bi pridonijeli učinkovitosti obnovljivih izvora energije?
Davor Antoljak: Građani mogu racionalnije koristiti resurse i to je, po mom mišljenju, nužan preduvjet za održivo gospodarenje resursima. Ako su u mogućnosti, građani bi trebali imati nekoliko različitih izvora energije i automatizirano reguliranje potrošnje energije u objektu.
Tomislav Adamović: Građani imaju značajnu ulogu u promicanju učinkovitosti obnovljivih izvora energije unutar svojih kućanstava. Postavljanjem solarnih panela na krovove, kućanstva mogu direktno doprinijeti proizvodnji čiste energije. Pored toga, energetska učinkovitost može se poboljšati kroz upotrebu modernih uređaja s visokim energetskim ocjenama i LED rasvjete, što rezultira manjom potrošnjom energije. Ispravna izolacija domova ključna je za smanjenje potrebe za grijanjem i hlađenjem, dodatno smanjujući energetski otisak. Kroz osviješteno ponašanje, kao što je smanjenje potrošnje vode i pažljivo korištenje resursa, građani mogu indirektno utjecati na smanjenje potrebe za energijom. Također, podržavajući dobavljače koji koriste obnovljive izvore, moguće je potaknuti veću upotrebu i razvoj čistih tehnologija energije. Sve ove akcije doprinose ne samo učinkovitijoj upotrebi obnovljivih izvora energije, već i jačaju svijest o važnosti održivog života.
Za kraj razgovora, koju bi knjigu preporučili o obnovljivim izvorima energije?
Davor Antoljak: Iako je teško naći literaturu koja ne piše hvalospjeve o zelenoj energiji preporučam sagledati tehnologiju proizvodnje energije iz obnovljivih izvora iz različitih kutova jer je planet Zemlja jedna cjelina te uništavajući jedan dio kako bi drugi prosperirao ne znači dobru stvar za planet. Za racionalniji pogled prema klimatskim promjenama i čistoj energiji preporučam radove dr. Richarda Lindzena te knjigu Cobalt Red: How the Blood of the Congo Powers Our Lives autora Siddhartha Kara.
Tomislav Adamović: Moj izbor bi bila knjiga profesora Ljubomira Majdanžića „Obnovljivi izvori energije: energetske tehnologije koje će obilježiti 21. stoljeće: mudra i razumna uporaba energije“ u kojoj predlaže kako poboljšati hrvatsko i europsko energetsko gospodarstvo.
