Ostvarivanje čiste održive energije

Promijenite jezik
Article Objavljeno 2017-09-25 Zadnja izmjena 2017-09-28
11 min read
Ulaganje u čistu energiju mora se ostvarivati usporedno s energetskom učinkovitosti i uštedama energije. Inovativna rješenja mogu iz temelja promijeniti način proizvodnje, skladištenja, prijenosa i upotrebe energije. Prijelaz s fosilnih goriva na obnovljivu i čistu energiju može kratkoročno utjecati na zajednice ovisne o fosilnim gorivima. Zahvaljujući usmjerenim politikama i ulaganjima u nove profesionalne vještine, čista energija može stvoriti nove gospodarske mogućnosti.

©Nikolaos Kalkounos, Picture2050 /EEA

Energiju u obliku u kojem se izvlači gotovo uvijek treba pretvoriti u gorivo prikladno za upotrebu kojoj je namijenjeno. Na primjer, energiju vjetra ili solarnu energiju treba pretvoriti u električnu energiju prije nego što ih možemo upotrijebiti. Isto tako, sirova nafta koja se izvlači iz zemlje pretvara se u benzin i dizel, kerozin, mlazno gorivo, ukapljeni naftni plin, električnu energiju itd. prije nego što se može upotrebljavati u zrakoplovima, automobilima i domovima.

Dio te početne potencijalne energije gubi se u procesu transformacije. Čak i pri sirovoj nafti, koja ima veću gustoću energije ([1]) od većine konvencionalnih goriva, samo približno 20 % tog potencijala može se pretvoriti u električnu energiju.

Energetska učinkovitost: rješavanje gubitka energije ima ključnu važnost

Elektrane često upotrebljavaju toplinu dobivenu spaljivanjem primarnoga goriva, kao što je ugljen, za proizvodnju električne energije. Osnovni vidovi tog procesa vrlo su slični onima u rudimentarnim parnim strojevima. Voda se zagrijava da bi stvorila paru i širi se kako se mijenja u plinovito stanje, zbog čega se vrte turbine. To mehaničko kretanje (mehanička energija) zatim se javlja u obliku električne struje. Međutim, nezanemarivi dio ulaznoga goriva gubi se u transformaciji u obliku otpadne topline. Slično kao prijenosna računala, automobili ili mnogi drugi elektronički uređaji, i elektrane proizvode toplinu tijekom rada i imaju sustave za hlađenje kako bi se izbjegao rizik od pregrijavanja.

Elektranama ili rafinerijama nafte potrebna je energija za pokretanje procesa transformacije te za njihovu dnevnu operativnu aktivnost. Ne iznenađuje činjenica da je i sustavima za hlađenje (na primjer, ventilatori u računalima) potrebna energija za rad. I rashladni sustavi u elektranama mogu osloboditi toplinu – najčešće u obliku toplije vode i zraka – natrag u prirodu.

Takva vrsta neučinkovitosti – gubitak energije ili toplinski otpad – ne pojavljuje se samo kada pretvaramo energiju iz jednog oblika u drugi. Svaki dan kada zagrijavamo svoje domove, vozimo automobile ili kuhamo hranu, zapravo gotovo svaki put kada upotrebljavamo energiju, dio nje gubimo. Na primjer, automobil s pogonom na fosilna goriva upotrebljava samo približno 20 % goriva za kretanje vozila, dok se približno 60 % gubi kao toplina iz motora. Zgrade čine 40 % ukupne potrošnje energije u EU-u, a približno 75 % njih energetski je neučinkovito ([2]). Energetska neučinkovitost znači da beskorisno potrošimo nezanemarivi dio naših resursa, među ostalim i novac, dok istodobno onečišćujemo okoliš više nego što je potrebno. Kako se taj gubitak može spriječiti? Kako možemo povećati energetsku učinkovitost? Možemo li dobiti više iz iste količine energije?

Zahvaljujući tehnologiji i politici, mogu se smanjiti neki gubitci energije. Na primjer, energetski učinkovita žarulja upotrebljava približno 25–80% manje energije od tradicionalnih žarulja sa žarnom niti, a može trajati 3–25 puta dulje. Neke elektrane (u procesu poznatome kao suproizvodnja ili kombinirana proizvodnja toplinske i električne energije) hvataju toplinu koja bi se inače izgubila i upotrebljavaju je za pružanje usluga centralnoga grijanja i hlađenja lokalnim zajednicama. Također, naknadnim dodatnim izoliranjem starih zgrada modernom izolacijom mogu se smanjiti potrošnja energije i računi za energiju.

Pohranjivanje i prijenos energije

Katkad bi se toplina koja bi inače bila izgubljena mogla iskoristiti u druge svrhe. Toplina koju proizvodi ljudsko tijelo možda nije prvi izvor energije koji nam pada na pamet, ali čak se i ta toplina može prikupiti i pretvoriti u korisnu energiju. Približno 250 000 putnika svakodnevno prolazi kroz središnji kolodvor u Stockholmu. Umjesto da se izbaci van sustavom ventilacije, prekomjerna se toplina prikuplja i upotrebljava za zagrijavanje vode, koja zatim zagrijava poslovnu zgradu na drugoj strani ceste, čime se smanjuju računi za energiju te zgrade tijekom hladnih švedskih zima.

Takvi inovativni pristupi bit će ključni i za omogućivanje skladištenja i prijenosa čiste energije u potrebnoj mjeri. Fosilna su goriva razmjerno jednostavna za skladištenje i prijenos. Kada se jednom izvuče iz dubine, nafta se može koristiti u bilo kojem trenutku. Može se premještati unutar postojećih mreža i dostupna je kroz opsežnu i dobro uspostavljenu infrastrukturu. To nije uvijek tako s obnovljivom energijom, ali može biti uz određene inovacije. Prikupljanjem solarne energije tijekom ljetnih mjeseci i njezinim skladištenjem u obliku tople vode u podzemnim spremnicima za upotrebu u zimskim mjesecima moglo bi se osigurati dovoljno topline za cijele zajednice. Osim toga, zahvaljujući učinkovitijim akumulatorima koje mogu pohraniti više snage i uz opsežnu infrastrukturu za punjenje, cestovni prijevoz na velike udaljenosti mogao bi u teoriji biti potpuno električan.

Neka rješenja za električni prijevoz čak ne uključuju baterije s velikim kapacitetima za skladištenje energije. Graz (Austrija) i Sofija (Bugarska) na određenim linijama javnog prijevoza već eksperimentiraju s električnim autobusima koji imaju lakše akumulatore koje se brže napune. Nakon punjenja u trajanju od 30 sekundi dok se putnici ukrcavaju i iskrcavaju, takvi autobusi mogu voziti još 5 km sve do sljedećeg stajališta opremljenoga stanicom za punjenje.

Nadahnjujuća inovacija na putu

Potrebno nam je mnogo energije za napajanje strojeva i zagrijavanje naših domova, ali ta energija ne mora nužno dolaziti iz fosilnih goriva. Možemo li uhvatiti više Sunčeve energije? Solarne ploče sadržavaju fotonaponske ćelije koje transformiraju dio Sunčevog zračenja u električnu energiju. Zadnjih godina tehnološki razvoj omogućio je fotonaponskim ćelijama hvatanje sve većeg dijela te sirove solarne energije uz niže troškove. Što je površina ploče veća, proizvodit će više električne energije. Prekrivanje cijelog krajolika solarnim pločama može izazvati zabrinutost lokalnih zajednica zbog vizualnog onečišćenja ili spriječiti upotrebu zemljišta u druge svrhe. Što ako bi te ploče postale nevidljivi dio našeg svakodnevnog života?

Istraživački projekt financiran iz istraživačkih programa EU-a istražuje upravo to. Projektom Fluidglass nastoje se pretvoriti prozori u nevidljive kolektore solarne energije. Projekt obuhvaća umetanje tankog sloja vode obogaćene nanočesticama između slojeva stakla. Nanočestice bi hvatale solarnu energiju i pretvarale je u električnu energiju koja bi se mogla upotrijebiti u zgradi. Nanočestice bi mogle i filtrirati svjetlost – čime bi se mogla održati ugodna sobna temperatura tijekom vrućeg vremena. Prema mišljenju projektne ekipe potencijalna ušteda energije mogla bi iznositi 50–70 % za naknadno izolirane zgrade i 30 % za nove građevine koje su već oblikovane za upotrebu manje energije.

Taj istraživački projekt samo je jedan od mnogih inicijativa u cijeloj Europi u okviru kojih se pronalaze rješenja i poboljšanja u području obnovljivih izvora energije, energetske učinkovitosti i uštede energije. Ukupni je potencijal tih inovacija, u smislu gospodarskog rasta i neograničene čiste energije, golem. Sljedeći je korak olakšati njihovu prihvaćenost. Javne vlasti, ulagači, potrošači i različiti subjekti koji djeluju u ključnim sektorima (npr. građevinski sektor) trebaju imati ključne uloge u njihovoj širokoj prihvaćenosti.

Europska investicijska banka jedan je od subjekata koji omogućavaju potrebne financije. Jedan od nedovoljno iskorištenih izvora prirodne i čiste energije je energija valova. Moguće je da se energijom valova može ispuniti najmanje 10 % globalnih energetskih potreba. Finska tvrtka razvija podvodne ploče koje pretvaraju snagu oceanskih valova oceana u električnu energiju. Ploča smještena uz portugalsku obalu može ispuniti potrebe za električnom energijom u 440 domova. Osim potpore mnogim drugim rješenjima u raznim nišama, Europska investicijska banka osigurala je zajmove kojima se podupire šira primjena te tehnologije.

Od ugljena do sunca: ulaganje u nove profesionalne vještine

Neprihvaćanje čiste energije u lokalnoj zajednici može biti jedna od prepreka na putu prema čistoj energiji. Neke zajednice zabrinute su zbog vizualnog onečišćenja i onečišćenja bukom. Solarne ploče i vjetroturbine razasute po krajoliku mogu se smatrati estetski neprimjerenima u idiličnom ruralnom krajoliku. Neki od tih razloga za zabrinutost mogu se riješiti boljim planiranjem i uključivanjem lokalnih zajednica pri odlučivanju o lokaciji vjetroelektrana. Veći je izazov, međutim, pitanje poslova, prihoda i kakvoće života koji su omogućeni kroz stalni dohodak. Isključivanjem jednog sektora, poput proizvodnje ugljena, bez stvaranja novih gospodarskih prilika može se povećati lokalna stopa nezaposlenosti. Razumljivo, za grad koji ovisi o proizvodnji ugljena vrlo je vjerojatno da će biti oprezan pri prihvaćanju temeljnih promjena lokalnoga gospodarstva. Međutim, unatoč veličini zadaće, takva je gospodarska preobrazba moguća i neki predvodnici već utiru put.

Nakon otkrića ugljena u regiji Ruhr u Njemačkoj 1840., Gelsenkirchen postaje jedan od najvažnijih rudarskih gradova u Europi. Grad je više od sto godina oblikovan proizvodnjom ugljena te kasnijim rafiniranjem nafte. Danas u Gelsenkirchenu nema rudara. No on je još uvijek energetski grad. Radi borbe s visokom nezaposlenošću koja traje desetljećima i sa smanjenjem proizvodnje ugljena, grad je aktivno prihvatio i podupro inovacije na području čistih tehnologija. Nastoji postati središtem solarne tehnologije u Njemačkoj s visokokvalificiranom radnom snagom te je uspio privući ne samo druge industrije čiste energije već i sektore financija i usluga. Iako su nekoć bili ovisni o fosilnim gorivima, članovi lokalne zajednice sada postaju žarki zagovornici i korisnici čiste energije.

Preusmjeravanje radne snage iz jednog sektora u druge nije lako. Svaki posao zahtijeva određeni skup vještina i znanja. Učenje novih vještina zahtijeva vrijeme i gotovo uvijek financijska sredstva. Omogućivanjem osposobljavanja za one pogođene nastalim stanjem mogu se smanjiti društveni troškovi te vrste društveno-gospodarske tranzicije. Slično tome, smanjenjem gospodarske ovisnosti o jednom sektoru poticanjem širokog spektra aktivnosti može se pridonijeti rastu lokalnoga gospodarstva. Da bi te promjene bile učinkovite, moraju se provesti rano i provoditi tijekom određenog vremenskog razdoblja. Na primjer, stopa zapošljavanja mora se postupno smanjivati da bi se izbjegli veliki šokovi za zajednice ovisne o ugljenu, dok se obrazovni sustav – posebno strukovno obrazovanje – treba oblikovati tako da se novi tražitelji zaposlenja usmjere prema novim sektorima i dalje od rudarstva.

Podrobni pregled: politike EU-a za čistu energiju

Energetske uštede i energetska učinkovitost ključni su dijelovi energetske i klimatske politike Europske unije. S obzirom na to da su izgaranje fosilnih goriva i klimatske promjene tijesno povezani, svako smanjenje ukupne potrošnje fosilnih goriva vodi smanjenju emisija stakleničkih plinova i time doprinosi klimatskim ciljevima EU. U studenome 2016. Europska komisija predložila je opsežni zakonodavni paket o čistoj energiji. Cilj je tog paketa mjera ne samo ubrzati korak EU-a prema čistoj energiji već i stvoriti radna mjesta poticanjem gospodarskih sektora koji pridonose energetskoj tranziciji Europe.

Zakonodavnim paketom na prvo mjesto stavlja se energetska učinkovitost i predlaže se do 2030. obvezujuća ciljna vrijednost od 30 % na razini EU-a. Donose se i ciljne vrijednosti za obnovljive izvore energije i osnaživanje potrošača. Točnije, do 2030. polovica električne energije u Europi trebala bi se proizvesti iz obnovljivih izvora, a do 2050. proizvodnja električne energije trebala bi u cijelosti biti bez ugljika. Slično tome, potrošači bi trebali imati veći nadzor svojih energetskih izbora i imati više informacija o potrošnji i troškovima.

Različitim oruđima i politikama podupire prijelaz na čistu energiju. Energetska unija jedan je od deset trenutačnih političkih prioriteta Europske komisije, koje podjednako podupiru i druge sveobuhvatne politike, uključujući one o kružnom gospodarstvu, programu vještina i inovacijama. Ta se politička obveza podupire sredstvima iz fondova EU-a, uključujući izdvajanja iz Europskog fonda za strateška ulaganja, Europskog fonda za regionalni razvoj i Kohezijskog fonda.

Mjere u praksi

Da bi ciljevi politika EU-a postali stvarnost, uspostavljena je kombinacija mjera kojima se podupiru istraživanja, ulaganja i prihvaćanje čiste energije. Neke od tih mjera EU-a, kao što je Direktiva EU-a o energetskim svojstvima zgrada ili Strategija EU-a o mobilnosti s niskom emisijom, usmjerene su na ključne sektore. EU je usvojio i mjere usmjerene na ključne ciljeve, kao što su energetska učinkovitost i olakšavanje ulaganja i istraživanja, uključujući Direktivu o energetskoj učinkovitosti i Inicijativu za pametno financiranje pametnih zgrada.

Te politike i ti napori uistinu se isplate. Primjerice, procjenjuje se da će se kroz okvire EU-a za ekološki dizajn i za energetsko označivanje do 2020. uštedjeti 175 Mtoe godišnje u primarnoj energiji, što je više od godišnje potrošnje primarne energije Italije. Drugim riječima, očekuje se da će zahvaljujući tim dvama okvirima EU-a Europljani svake godine na računima za energiju uštedjeti gotovo 500 EUR po kućanstvu. Osim stvaranja dodatnih prihoda i radnih mjesta, tim okvirima pridonosi se i energetskoj sigurnosti smanjenjem uvoza energije u vrijednosti od 1 300 milijuna barela nafte svake godine. To znači sprečavanje 320 milijuna tona emisija ugljikova dioksida svake godine – što je znatan doprinos klimatskim ciljevima EU-a.

Jasnije oznake energetske učinkovitosti na kućanskim aparatima tek su mali dio priče. Takvi zakonski okviri dio su većih ciljeva kružnoga gospodarstva kojima se nastoje učinkovitije iskoristiti svi resursi u cjelokupnom europskom gospodarstvu. Načinom oblikovanja proizvoda, gradova i zgrada trebalo bi se pridonijeti smanjenju količine ulaznih resursa, uključujući energiju, za iste ili povećane izlazne vrijednosti ili koristi. Ekološkim dizajnom trebalo bi se olakšati rastavljanje proizvoda da bi se omogućila ponovna upotreba različitih komponenti. U tom kontekstu Europa bi zapravo uštedjela energiju kao ulazni resurs jer njezino gospodarstvo postaje učinkovitije u pogledu resursa. Na primjer, štednjom vode i njezinom učinkovitijom upotrebom, Europa bi uštedjela i energiju koja se upotrebljava pri njezinoj proizvodnji, prijenosu, tretiranju itd. Prema studiji Europske komisije, Europa bi jednostavno, učinkovitijom upotrebom vode, mogla uštedjeti energiju koja je jednaka između 2 % i 5 % njezine ukupne potrošnje primarne energije.


([1]) Gustoća energije jest količina energije po jedinici obujma.

([2]) Procijenjene vrijednosti iz procjene utjecaja izmjene Direktive o energetskim svojstvima zgrada.

Povezani sadržaj

Novosti i članci

Related infographics

Povezane objave

Vidi također

Geographic coverage

Temporal coverage

Europska agencija za okoliš (EEA)
Kongens Nytorv 6
1050 Kopenhagen K
Danska
Telefon: +45 3336 7100