Uresničevanje prehoda na čisto energijo iz obnovljivih virov

Spremeni jezik
Article Objavljeno 25.09.2017 Zadnja sprememba 28.09.2017
10 min read
Vlaganje v čisto energijo mora biti tesno povezano z energetsko učinkovitostjo in zmanjšano porabo energije. Inovativne rešitve lahko korenito spremenijo načine naše proizvodnje, shranjevanja, prenosa in uporabe energije. Prehod s fosilnih goriv na čisto energijo iz obnovljivih virov bi lahko kratkoročno vplival na skupnosti, ki so odvisne od fosilnih goriv. Čista energija lahko z usmerjanjem politik in naložb v nova strokovna znanja zagotovi nove gospodarske priložnosti.

©Nikolaos Kalkounos, Picture2050 /EEA

Skoraj vedno je treba energijo iz oblike, v kateri je pridobljena, pretvoriti v gorivo, ustrezno za predvideno rabo. Tako je denimo treba vetrno ali sončno energijo pretvoriti v električno energijo, preden ju lahko uporabimo. Podobno se načrpana surova nafta pretvori v bencin in dizelsko gorivo, kerozin, gorivo za reaktivne motorje, utekočinjeni naftni plin, električno energijo itd., preden jo je mogoče uporabljati v letalih, avtomobilih in doma.

Del te prvotne potencialne energije se izgubi v procesu pretvorbe. Tudi pri surovi nafti, ki ima večjo energijsko gostoto ([1]) kot večina konvencionalnih goriv, se lahko le približno 20 % tega potenciala pretvori v električno energijo.

Energetska učinkovitost: bistveno je odpraviti energetske izgube

Elektrarne pogosto uporabljajo toploto, pridobljeno z zgorevanjem primarnega goriva, kot je recimo premog, za proizvodnjo električne energije. Osnovni vidiki tega procesa so zelo podobni tistim pri enostavnih parnih strojih. Voda se s segrevanjem pretvarja v paro, pri čemer se poveča tlak, ki nato poganja turbine. To mehansko gibanje (mehanska energija) se nato pretvarja v električno energijo. Vendar se v tem procesu precejšen del energije goriva porabi za nastanek odpadne toplote. Elektrarne podobno kot prenosni računalniki, avtomobili ali številne druge elektronske naprave pri svojem delovanju proizvajajo toploto, z uporabo hladilnih sistemov pa preprečujejo pregrevanje.

Elektrarne ali rafinerije nafte potrebujejo energijo za procese pretvorbe, pa tudi za svoje vsakodnevno delovanje. Razumljivo je, da tudi hladilni sistemi (npr. ventilatorji v računalnikih) za svoje delovanje potrebujejo energijo. V elektrarnah se lahko odpadna toplota iz hladilnih sistemov tudi sprošča nazaj v okolje, najpogosteje v obliki tople vode in zraka.

Do tovrstne neučinkovitosti – energetskih izgub ali odpadne toplote – ne prihaja le pri pretvorbi energije iz ene oblike v drugo. Vsak dan, ko ogrevamo dom, vozimo avtomobil ali kuhamo, pravzaprav skoraj vsakič, ko uporabljamo energijo, je nekaj tudi potratimo. Tako na primer avtomobil na fosilna goriva porabi le približno 20 % goriva za premikanje vozila, medtem ko se približno 60 % goriva izgubi v obliki toplote, ki jo oddaja motor. V EU 40 % vse porabljene energije odpade na stavbe, pri čemer jih je približno 75 % energetsko neučinkovitih ([2]). Energetska neučinkovitost pomeni, da potratimo nezanemarljiv delež naših virov, vključno z denarjem, ob tem pa onesnažujemo okolje bolj, kot bi bilo potrebno. Kako je te izgube mogoče preprečiti? Kako lahko povečamo energetsko učinkovitost? Ali lahko iz enake količine energije dobimo več?

Tehnologija in politika lahko prispevata k zmanjšanju nekaterih izgub energije. Tako na primer energetsko učinkovita sijalka porabi za približno 25–80 % manj energije kot tradicionalna žarnica in ima lahko 3- do 25-krat daljšo življenjsko dobo. Nekatere elektrarne (v procesu, znanem kot soproizvodnja toplote in električne energije) zajemajo toploto, ki bi se sicer potratila, ter jo uporabljajo za daljinsko ogrevanje in hlajenje lokalnih skupnosti. Podobno lahko sodobna izolacija v prenovljenih starih stavbah zmanjša porabo energije in zniža račune za energijo.

Shranjevanje in transportiranje energije

V nekaterih primerih se lahko energija, ki bi se sicer izgubila, uporabi za druge namene. Toplota, ki jo ustvari človeško telo, morda ni vir energije, ki bi nam najprej prišel na misel, vendar je celo to toploto mogoče zbirati in pretvoriti v uporabno energijo. Čez osrednjo železniško postajo v Stockholmu vsak dan hiti približno 250.000 potnikov. Namesto uporabe prezračevalnega sistema odvečno toploto zajemajo in uporabljajo za gretje vode, s katero nato ogrevajo poslovno stavbo čez cesto, kar v hladnih švedskih zimskih mesecih znižuje stroške ogrevanja stavbe.

Takšni inovativni pristopi bodo ključnega pomena tudi pri iskanju rešitev za shranjevanja in transportiranja čiste energije v potrebnem obsegu. Fosilna goriva je razmeroma lahko shranjevati in transportirati. Načrpana nafta se lahko uporablja kadar koli. Transportirati jo je mogoče po obstoječih omrežjih, dostopna je prek razvejene in dobro razvite infrastrukture. To ne velja vedno za energijo iz obnovljivih virov, vendar bi se z inovacijami to lahko spremenilo. Z zajemanjem sončne energije v poletnih mesecih in njenim shranjevanjem v obliki tople vode v podzemnih zbiralnikih za uporabo v zimskih mesecih bi lahko zagotavljali dovolj toplote za celotne skupnosti. Poleg tega bi lahko bil cestni promet na dolge razdalje z učinkovitejšimi akumulatorji, ki bi lahko shranili več energije, in obsežnejšo infrastrukturo za polnjenje v teoriji povsem električen.

Nekatere električne prometne rešitve lahko tudi presežejo uvajanje akumulatorjev z veliko zmogljivostjo shranjevanja energije. V Gradcu v Avstriji in Sofiji v Bolgariji na nekaterih linijah javnega prevoza že preizkušajo električne avtobuse z lažjimi akumulatorji, ki se hitreje polnijo. Avtobusi se polnijo 30 sekund, medtem ko potniki vstopajo in izstopajo, in se nato lahko vozijo nadaljnjih pet kilometrov do naslednjega postajališča, opremljenega s polnilno postajo.

Navdihujoče inovacije na obzorju

Za pogon strojev in ogrevanje domov potrebujemo veliko energije, vendar ni nujno, da ta prihaja iz fosilnih goriv. Ali bi lahko zajeli več sončne energije? Fotonapetostni moduli vsebujejo fotonapetostne celice, ki del sončnega sevanja pretvorijo v električno energijo. Tehnološki razvoj v zadnjih letih je omogočil, da fotonapetostne celice zajemajo vse večji delež te surove sončne energije ob nižjih stroških. Večja ko je površina modula, več električne energije proizvede. Če bi bila s fotonapetostnimi moduli posejana vsa pokrajina, bi lahko to v lokalnih skupnostih sprožilo pomisleke glede vizualnega onesnaževanja ali oviralo uporabo zemljišč za druge namene. Kaj pa če bi ti moduli postali nevidni del našega vsakdanjega življenja?

Prav s tem se ukvarjajo v okviru nekega raziskovalnega projekta, ki se financira iz raziskovalnih programov EU. Cilj projekta Fluidglass je preoblikovati okna v nevidne zbiralnike sončne energije. To bi dosegli z vstavitvijo tankega sloja vode, obogatene z nanodelci, med sloje stekla. Nanodelci bi zajeli sončno energijo in jo pretvorili v električno energijo, ki bi jo bilo mogoče uporabiti v stavbi. Filtrirali bi tudi svetlobo, zato bi bila sobna temperatura tudi ob vročem vremenu prijetna. Po trditvah projektne skupine bi lahko prihranki energije znašali od 50 do 70 % za prenovljene stavbe in do 30 % za novogradnje, ki so že zasnovane tako, da porabijo manj energije.

Ta raziskovalni projekt je le ena od številnih pobud v Evropi, v okviru katerih se oblikujejo rešitve in izboljšave, povezane z vprašanji energije iz obnovljivih virov, energetske učinkovitosti in zmanjšanja porabe energije. Skupni potencial teh inovacij v smislu gospodarske rasti in neomejenih količin čiste energije je ogromen. Naslednji korak je spodbujati njihovo uvajanje. Javni organi, vlagatelji, potrošniki in različni akterji v ključnih gospodarskih panogah (npr. gradbeništvu) bodo morali odigrati ključne vloge pri njihovem vsesplošnem uvajanju.

Evropska investicijska banka je eden od akterjev, ki zagotavljajo nadvse potrebna finančna sredstva. Eden od neizkoriščenih virov naravne in čiste energije je energija valovanja. Z njo naj bi bilo mogoče zadovoljiti vsaj 10 % svetovnih potreb po energiji. Neka finska družba razvija podvodne module za pretvorbo energije oceanskih valov v električno energijo. Neki modul, nameščen ob portugalski obali, lahko zadovolji potrebe 440 domov po električni energiji. Evropska investicijska banka poleg podpiranja številnih drugih nišnih rešitev zagotavlja posojila za podporo širši uvedbi te tehnologije.

Od premoga k sončni energiji: vlaganje v nova znanja

Ena od ovir na poti k čisti energiji je lahko odpor lokalnih skupnosti. Nekatere skupnosti imajo pomisleke zaradi vizualnega onesnaževanje in obremenjevanja s hrupom. Fotonapetostni moduli in vetrne turbine, posejane po pokrajini, bi se lahko ljudem zdele estetsko neskladne z idilično podeželsko pokrajino. Nekatere od teh pomislekov bi bilo mogoče odpraviti z boljšim načrtovanjem in vključitvijo lokalnih skupnosti v odločanje o lokaciji vetrnih turbin. Pomembnejši izziv je povezan z delovnimi mesti, dohodki in kakovostjo življenja, ki jih zagotavljajo redni prihodki. Če se ukinejo dejavnosti v eni gospodarski panogi, kot je recimo premogovništvo, ne da bi se ustvarile nove gospodarske priložnosti, lahko to zviša stopnjo lokalne brezposelnosti. Razumljivo je, da bo mesto, ki je odvisno od proizvodnje premoga, zelo verjetno zadržano do korenitih sprememb v lokalnem gospodarstvu. Vendar je tovrstna gospodarska preobrazba kljub obsežnosti naloge mogoča, pri čemer nekateri vodilni na tem področju že utirajo pot.

Po odkritju premoga v nemški regiji Porurje leta 1840 je Gelsenkirchen postal eno najpomembnejših premogovniških mest v Evropi. Več kot 100 let je življenje v mestu krojilo pridobivanje premoga in pozneje rafiniranje nafte. Danes v Gelsenkirchnu ni več rudarjev, kljub temu pa je še vedno energetsko mesto. Za odpravo večdesetletne visoke brezposelnosti in zaradi postopne opustitve proizvodnje premoga je mesto dejavno sprejelo in podprlo inovacije na področju čiste energije. Prizadeva si postati nemško središče solarne tehnologije z visoko usposobljeno delovno silo, pri čemer poleg dejavnosti s področja čiste energije privablja tudi finančni in storitveni sektor. Člani lokalne skupnosti, ki je bila nekoč odvisna od fosilnih goriv, so zdaj zapriseženi zagovorniki in uporabniki čiste energije.

Preusmeritev delovne sile iz enega sektorja v druge ni preprosta. Vsako delovno mesto zahteva poseben nabor znanj in veščin. Za pridobivanje novih znanj je potreben čas in skoraj vedno tudi finančna sredstva. Če se tistim, ki so jih prizadele spremembe, ponudi priložnosti za usposabljanje, lahko to pripomore k znižanju socialnih stroškov družbenogospodarskega prehoda. Podobno lahko zmanjšanje gospodarske odvisnosti od ene gospodarske panoge s spodbujanjem najrazličnejših dejavnosti prispeva k rasti lokalnega gospodarstva. Da bi bile te spremembe učinkovite, jih je treba uvesti zgodaj in jih izvajati v daljšem časovnem obdobju. Tako je denimo treba stopnjo zaposlovanja zniževati postopoma, da se preprečijo veliki pretresi v skupnostih, odvisnih od premoga, izobraževalni sistem – zlasti poklicno usposabljanje – pa je treba oblikovati tako, da bo nove iskalce zaposlitve usmerjal k novim panogam in stran od rudarstva.

 

Pod drobnogledom: politike EU za čisto energijo

Prihranki energije in energetska učinkovitost sta ključna dela energetskih in podnebnih politik Evropske unije. Ker je zgorevanje fosilnih goriv tesno povezano s podnebnimi spremembami, vsako zmanjšanje porabe fosilnih goriv privede do zmanjšanja izpustov toplogrednih plinov, kar prispeva k uresničevanju podnebnih ciljev EU. Evropska komisija je novembra 2016 predlagala obsežen zakonodajni sveženj o čisti energiji. Cilj svežnja je ne le pospešiti prehod EU na čisto energijo, temveč tudi ustvarjanje delovnih mest s spodbujanjem gospodarskih panog, ki prispevajo k evropskemu energetskemu prehodu.

Ta zakonodajni sveženj daje prednost energetski učinkovitosti in predlaga zavezujoči cilj 30-odstotnega izboljšanja na ravni EU do leta 2030. Opredeljuje tudi cilje, povezane z obnovljivimi viri energije in krepitvijo moči odjemalcev. Natančneje, do leta 2030 naj bi bila polovica električne energije v Evropi pridobljena iz obnovljivih virov, do leta 2050 pa naj bi bila proizvodnja električne energije v celoti brezogljična. Podobno naj bi odjemalci imeli večji nadzor pri izbiri energije ter imeli na voljo več informacij o porabi in stroških.

EU podpira prehod na čisto energijo z različnimi orodji in politikami. Energetska unija je ena od desetih trenutnih političnih prednostnih nalog Evropske komisije, podprtih tudi z drugimi krovnimi politikami, ki so med drugim usmerjene v podporo krožnemu gospodarstvu, pridobivanju znanj in veščin ter spodbujanju inovacij. To politično zavezanost podpirajo skladi EU. V ta namen dodeljujejo sredstva denimo Evropski sklad za strateške naložbe, Evropski sklad za regionalni razvoj in Kohezijski sklad.

Ukrepi na terenu

Za uresničitev ciljev politik EU je bila sprejeta tudi kombinacija ukrepov, ki podpirajo raziskave, naložbe in uvajanje čiste energije. Nekateri od teh ukrepov EU, kot sta Direktiva o energetski učinkovitosti stavb ali Evropska strategija za mobilnost z nizkimi izpusti, so usmerjeni v ključne gospodarske sektorje. EU je sprejela tudi ukrepe za obravnavo ključnih ciljev, kot sta energetska učinkovitost ter spodbujanje naložb in raziskav – med njimi sta denimo Direktiva o energetski učinkovitosti in Pobuda za pametno financiranje pametnih stavb.

Te politike in prizadevanja se dejansko obrestujejo. Tako se na primer ocenjuje, da bi z izvajanjem direktiv EU o okolju prijaznem snovanju izdelkov in označevanje z energijskimi nalepkami do leta 2020 prihranili 175 Mtoe primarne energije letno  – kar je več, kot znaša letna poraba primarne energije v Italiji. Povedano drugače, pričakuje se, da bodo Evropejci vsako leto samo na podlagi teh dveh direktiv EU pri računih za energijo prihranili skoraj 500 EUR na gospodinjstvo. Direktivi poleg ustvarjanja dodatnih prihodkov in delovnih mest prispevata tudi k energetski zanesljivosti, saj vsako leto zmanjšujeta uvoz energije v obsegu, ki ustreza 1.300 milijonom sodčkov nafte. To pomeni, da se vsako leto prepreči 320 milijonov ton izpustov ogljikovega dioksida, kar pomembno prispeva k izpolnjevanju podnebnih ciljev EU.

Jasnejše označevanje gospodinjskih aparatov z energijskimi nalepkami je le delček zgodbe. Taki zakonodajni okviri so del širših ciljev EU glede krožnega gospodarstva, ki si prizadevajo za učinkovitejšo rabo vseh virov v okviru celotnega evropskega gospodarstva. Način zasnove izdelkov, mest in stavb mora omogočati zmanjševanje vložka virov, vključno z energijo, pri enakih ali večjih rezultatih ali koristih. Okolju prijazno snovanje bi moralo poleg tega poenostaviti razstavljanje izdelkov, da bi se omogočila ponovna uporaba različnih delov. Na ta način bi Evropa dejansko prihranila energijo v smislu vložka virov, medtem ko bi njeno gospodarstvo vse bolj učinkovito izkoriščalo vire. Tako bi denimo Evropa z varčevanjem z vodo in njeno učinkovitejšo rabo prihranila tudi energijo, ki se porabi pri njenem črpanju, transportu, čiščenju itd. V skladu z neko raziskavo Evropske komisije bi lahko Evropa samo z učinkovitejšo rabo vode prihranila toliko energije, da bi to ustrezalo 2–5 odstotkom njene skupne porabe primarne energije.


([1])            Gostota energije je količina energije na enoto prostornine.

([2])            Ocene iz ocene učinka za spremembo Direktive o energetski učinkovitosti stavb.

Povezana vsebina

Novice in članki

Related infographics

Sorodne publikacije

Geographic coverage

Temporal coverage

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