DA za solarnu energiju – NE za mini hidroelektrane

Evropa, tj. velike evropske sile, svoju su privrednu, a na osnovu nje i vojnu silu u XIX i prvoj polovini XX veka izgradile na svojim rezervama uglja na kojima je potom izrasla industrija čelika. Neuporedivo veća Amerika, Kina, Indija pa i Rusija to rade danas. To je danas “najprljavija“ energija, najviše opterećuje prirodu, a i rezerve se smanjuju. U poslednje vreme se neophodna energija za savremeni život i industrijski rast sveta, što znači bogatstvo država i njenih građana, prilično oslanjaju na gas i naftu iz Rusije, te sa Bliskog Istoka, ali i domaću atomsku energiju.

Poznato je da korišćenje snage vode ima ogroman potencijal u proizvodnji električne energije. Ipak svaki kilovat dobijen u hidroelektrani, pre svega u maloj ili mini hidroelektrani izuzetno je “diskutabilan”, jer ovaj vid proizvodnje je neekonomičan i neefikasan, te veoma štetan po životnu sredinu. Glavni rizik usled izgradnje hidroelektrane je uticaj na lokalni ekološki balans, posebno nizvodno od brane. Da ne pominjemo izgradnju malih hidro elektrana, gde se gotovo cela reka transferiše u cevi.

Kina, koja ima 77.000 MHE, zabranila je izgradnju novih i počinje da uklanja stare, što se dešava i u Americi, gde je uklonjeno 1.200 MHE, a u Evropi je srušeno već 400, sa obrazloženjem da čine neprihvatljive ekološke štete.

Zabrana MHE je nacionalni interes

Pitanje da li male hidroelektrane treba zabraniti ili ne sa stanovišta ekološke i inženjerske struke se ne dovodi u pitanje. Proizvodnja energije iz malih hidroelektrana nikako ne može da predstavlja značajnu stavku u energetskom bilansu zemlje.

Ceo biznis oko MHE svodi se na zaradu, a pri tom se na račun prirodnog bogatstva pravi struja koja se po "povlašćenoj ceni" (čitaj preskupa) prodaje energetskom sistemu države, a razliku do normalne cene dotiraju svi građani, kao potrošači.

U Evropi su ranije fid-in tarife (povlašćena cena ) bile visoke, ali se to pokazalo kao loše rešenje. Dešavalo se da se prave ogromni gubici zbog obaveze da se prvo otkupljuje struja iz obnovljivih izvora. U Nemačkoj su fid-in tarife prvo smanjene, a zatim se ide ka potpunom ukidanju. Istim putem bi se trebalo ići i u ostalim državama, pre svega zato što je Nemačka želela da prodaje svoju tehnologiju, te da na taj način država nadoknadi štetu nastalu davanjem stimulacija privatnim investitorima, jer su cene i suviše visoke. Cena struje bi trebalo da bude ista za sve, bez dodatnih naknada koje opterećuju potrošače. To što država želi da stimuliše vlasnike OIE ne znači da ceh treba da plaćaju građani.

Činjenica je da će preko subvencionisanih cena struje za OIE potrošači zapravo otplaćivati kredite investitora u zelenu energiju, to jest davaćemo naše reke za njihove hipoteke.

Mogućnosti dodatne izgradnje hidrocentrala na tokovima velikih reka su već u popriličnoj meri iscrpljene. U igri je još i kontroverzna biomasa, ili njeno korišćenje u mnogo većim razmerama nego do sada, te termalna energija - koja svuda na svetu drema u velikoj dubini zemlje, ali je teoretski pristupačna i povremeno kao da podseća na sebe erupcijama vulkana.

Najmoćniji izvor energije

Sunce, odnosno njegova energija, osnovni je pokretač svih klimatskih i životnih ciklusa na Zemlji. Iz tog razloga je Sunce od davnina predstavljalo centar verovanja brojnih civilizacija. Danas se Sunce posmatra pre svega kao izvor ugode i kao neizmerni potencijal za podmirivanje energetskih potreba prema principima održivog razvoja. Sunce je najbliža zvezda Zemlji i ujedno središnja zvezda Sunčevog sistema. Sunce se sastoji od smeše gasova, a u njegovom hemijskom sastavu dominiraju vodonik (70%) i helijum (28%). Sunce je neposredno ili posredno, izvor većine dostupne energije na Zemlji. U suštini se na suncu u svakom minutu dogodi jedna “hidrogenska” eksplozija, te je to izvor neiscrpne energije koju i mi osećamo.

Sunce je najveći i najmoćniji izvor energije. Sunčeva energija je najčistiji, najbogatiji i najfleksibilniji obnovljivi izvor energije. Sunčeva svetlost može se koristiti za grejanje, rasvetu i hlađenje kuća i drugih objekata, proizvodnju električne energije, grejanje vode i u raznim industrijskim procesima. Većina oblika obnovljivih izvora energije dolazi direktno ili nedirektno od sunca. Energija koju Sunce konstantno zrači na površinu Zemlje tokom jednog dana mogla bi pokriti čovekove potrebe za energijom za oko 180 godina. U budućnosti solarna energija biće vrlo važna kao napredni oblik čiste, obnovljive energije.

Odakle Suncu tolika energija?

U Sunčevom jezgru konstantno se odvija nuklearna fuzija u kojoj se dva atoma vodonika spajaju u jedan atom helijuma, uz oslobađanje energije na račun smanjenja mase (ukupni proizvedeni helijum ima ukupnu masu manju od ukupne utrošene mase vodonika). Dakle Sunčevog energija je zapravo nuklearna energija, proizvedena u njegovom središtu, gde temperatura doseže i do 15 miliona °C. Istovremeno je temperatura na površini Sunca oko 5500 °C. Proizvodnja energije primenom nuklearne fuzije rezultira kontinuiranim smanjenjem mase Sunca i to trenutno brzinom od 4 miliona tona svake sekunde.

Duga je istorija korišćenja sunčeve energije. Prvi korisni oblik energije za koji je korištena energija Sunca jeste svakako dobijanje vatre, pomoću različitih načina (staklo, lupa, ogledala) usmeravanja i fokusiranja Sunčevih zraka. Tako su Kinezi, Grci, Inke i Rimljani, došli do zaključka da zakrivljena ogledala mogu koncentrisati Sunčeve zrake na zapaljivi materijal i tako stvoriti dovoljan intenzitet zračenja da se pokrene proces gorenja. Čest naziv za ova ogledala u to doba bio je "goruća ogledala". Prema nekim istorijskim zapisima tokom Drugog Punskog rata (212. godine pre nove ere), grčki naučnik Arhimed iskoristio je reflektujuća svojstva štitova načinjenih od bronze fokusirajući Sunčeve zrake i tako zapalio drvene rimske brodove. Premda nema dokaza da se događaj stvarno i dogodio.

Rađanje prve fotonaponske ćelije

Sofisticirani oblik arhitekture i urbanog planiranja primenjuju već Grci, Kinezi i Egipćani koji su orijentisali svoje građevine prema jugu i na taj način osiguravali preko potrebnu svetlost i toplotu. Nakon pada Rima, solarna arhitektura u Evropi je uglavnom zanemarena, ali se istovremeno nastavlja razvijati u Kini. U 18. veku staklo se počelo intenzivnije koristiti i ljudi su opazili da se pomoću stakla može zarobiti i iskoristiti deo Sunčeve toplote.

Francuski fizičar Edmond Bekerel 1839. godine je napravio ogroman korak u napretku solarne tehnologije za proizvodnju električne energije. Iako nije znao teoretski objasniti pojavu, otkrio je da se, ukoliko se metal izloži Sunčevoj svetlosti, na njegovim krajevima pojavljuje razlika električnog potencijala, odnosno napon. Prve solarne ćelije napravio je Čarls Fric, a prvi solarni grejač vode izmislio je Čarls Kemp. Nemački genije Albert Ajnštajn planetarno je poznat po svojim brojnim doprinosima nauci od kojih se posebno ističe njegova “Teorija relativnosti”. Ipak, mnogi nisu upoznati sa činjenicom da je upravo Ajnštajn u svom radu iz 1905. godine teoretski objasnio pojavu koju je otkrio Bekerel. Tu pojavu objašnjava njegova teorija “fotoelektričnog efekta” za koju je Ajnštajn dobio i Nobelovu nagradu za izvanrednim naučni doprinos 1921. 1954. se smatra godinom “rođenja” fotonaponske tehnologije. Naime, tada je napravljena prva fotonaponska ćelija, odnosno prvi komercijalni uređaj koji direktno pretvara Sunčevo zračenje u električnu energiju. Od tada pa sve do današnjih dana naučnici i inženjeri koriste isti princip i tragaju za novim materijalima i načinima njihove upotrebe, kako bi povećali sposobnost fotonaponskih ćelija.

Sunce i održivi razvoj

Ukupna energija Sunčevog zračenja, koja svake sekunde stiže na površinu Zemlje, iznosi oko 100 PJ. Poređenja radi, na Zemlji se svake sekunde u proseku troši oko 16 TJ energije što je oko 6000 puta manje od dostupne energije Sunčevog zračenja. Iako su potencijali Sunčevog zračenja ogromni, postoje brojni problemi kod iskorišćavanja tih potencijala. Osnovni problemi iskorišćavanja su mala površinska gustina dostupne energije, činjenica da tek nešto više od 25 % ukupnog Sunčevog zračenja otpada na kopneni deo Zemlje, velike oscilacije intenziteta zračenja, kao i značajni investicioni troškovi. U svetu je 2015. godine bilo instalirano oko 435 GW termalne snage u sistemima grejanja, koji koriste solarne kolektore. Više od 70 % od tog iznosa otpada na instalirani kapacitet u Kini. Na slici koja prikazuje godišnji nivoi ozračenosti uočljivo je da Evropa nije na najpovoljnijem mestu za korišćenje Sunčeve energije. Uprkos tome, u Evropi je direktno korišćenje Sunčeve energije u velikom porastu, što je uglavnom rezultat politike podsticanja tehnologija za korišćenje Sunčeve energije u sklopu podsticanja održivog razvoja.

Sunčeva energija može se koristiti aktivno i pasivno. Aktivna primena Sunčeve energije podrazumeva njenu direktnu transformaciju u električnu ili toplotnu energiju. Toplotna energija se dobija pomoću solarnih kolektora, a električna energija pomoću fotonaponskih (solarnih) ćelija. Osnovne tehnologije za direktno korišćenje energije Sunca su: solarni kolektori (pripremanje vruće vode i zagrevanje prostorija), fotonaponske ćelije (direktna transformacija sunčeve energije u električnu energiju), fokusiranje sunčeve energije (upotreba u velikim energetskim postrojenjima). Solarni kolektor je uređaj koji apsorbuje Sunčevo zračenje odnosno energiju Sunca i skladišti je kao korisnu energiju, koja se upotrebljava za grejanje vode ili objekata. Sistemi za grejanje vode mogu biti ili otvoreni i zatvoreni. U otvorenim voda koju treba zagrejati prolazi direktno kroz kolektor na krovu, dok su u zatvorenim sistemima kolektori ispunjeni tečnošću koja se ne smrzava, poput antifriza.

Fotonaponske ćelije su poluprovodnički elementi koji direktno pretvaraju energiju sunčevog zračenja u električnu energiju. Struja dobijena ovakvim načinom je jednosmerna. Fotonaponske ćelije mogu se koristiti kao samostalni izvori energije ili kao dodatni izvor energije. Kao samostalni izvor energije koristi se na primer na satelitima, putnim znakovima, digitronima i udaljenim objektima koji zahtevaju dugotrajni izvor energije. Fotonaponski sistemi su visoko pouzdani, imaju niske troškove rada, a najekonomičniji izvor energije. Potrebe za održavanjem su minimalne, ovaj sistem može se primeniti bilo gde na Zemlji (tako da se električna energija može uvesti i na mestima gde bi to inače bilo preskupo ili čak i neizvodivo), ne pravi buku i ne zagađuje okolinu.

Fokusiranje sunčeve energije upotrebljava se za pogon velikih generatora ili toplotnih pogona. Fokusiranje se postiže pomoću mnogo ogledala ili češće pomoću ogledala složenih u tanjir ili konfiguraciju tornja. Sunčevog energija može se iskoristiti i za proizvodnju električne energije. Neke Sunčeve termoelektrane upotrebljavaju zakrivljena ogledala koja usmeravaju Sunčevo zračenje na cev u žiži ogledala. Druga mogućnost gradnje Sunčeve termoelektrane je elektrana sa središnjim tornjem. U ovom slučaju se oko velikog kolektora fluida, središnjeg tornja, postavlja polje ogledala koja reflektuju Sunčevo zračenje i usmeravaju ga prema kolektoru. Ugrejani fluid koristi se za proizvodnju pare koja pokreće turbinu i generator. Iako je relativno mlada, tehnologija fotonaponske elektrane (FE) već danas zauzima značajan deo ukupnih instaliranih kapaciteta za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora energije. U fotonaponskim elektranama 2015. godine je proizvedeno 1,2 % ukupne energije, što čini oko 5 % ukupne proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora u svetu.

Pasivno korišćenje energije Sunca

Pasivna primena sunčeve energije podrazumeva direktno korišćenje Sunčeve toplote odgovarajućom konstrukcijom građevina. Pod odgovarajućom konstrukcijom građevina podrazumeva se pravilan koncept smeštanja u prostoru, primena odgovarajućih materijala, prikladan raspored prostorija i zastakljenih ploča. Kod pasivne primene sunčeve energije je vrlo bitno da građevinski elementi i materijali budu optimalno oblikovani i povezani, a ne samo estetski. Geometrijski oblik, veličina i visina zgrade, toplotni kapacitet pojedinih zidova i prostorija, toplotna zaštita zgrade, površina pod staklom, zaštita od vetra, kiše, vlage, ali i od prekomernog izlaganja Suncu tokom leta i kvalitet građenja, u energetskom smislu znatno utiču na ukupnu energetsku potrošnju tokom cele godine, poput grejanja zimi i hlađenja leti, ali i ugodnosti boravka u takvoj zgradi. Na pasivnu energetiku zgrade utiču arhitektonski projekat, urbanistički plan gradnje u mestu, raspored i međusobna udaljenost od pojedinih zgrada, protezanje glavnih saobraćajnica u naselju i slično. Prema svemu navedenom razlikujemo niskoenergetske tj. energetski učinkovite kuće, ali i naselja.

I naftaši se okreću Suncu

Zanimljivo je da naftna Saudijska Arabija ima velike planove za diverzifikaciju svoje privrede u sledećem periodu, a planirano je da solarna energija bude bitan privredni segment. U svom programu nazvanom “Vision 2030” Saudijci žele da modernizuju industriju ove zemlje i stvore održivu ekonomija, koja se ne oslanja na naftu. U sklopu ovog projekta vladajuća kraljevska porodica dogovorila je s investitorima iz japanskog SoftBanka ulaganje u najveću solarnu elektranu ikada izgrađenu. Biće to farma fotonaponskih panela vredna 200 milijardi dolara, na kojoj će biti zaposleno do 100.000 ljudi. Pismo namere o ulaganju u ovaj projekat potpisali su u nedavno u Njujorku princ Saudijske Arabije Mohamed Bin Salman i osnivač SoftBanka Masajoši Son. Instalirana snaga ove solarne elektrane trebala bi da bude čak 200 gigavata, što je oko 100 puta veće od bilo kog drugog solarnog projekta ikada planiranog. Površinom i snagom solarna elektrana SoftBank Solar Project trebala bi biti oko 400 puta veća od trenutno najveće u svetu, one u indijskom Kamutiju. Ova solarna elektrana, ako se izgradi, više će nego utrostručiti kapacitete proizvodnje energije u Saudijskoj Arabiji.

Solari već dominiraju

Novi izveštaj koji je u nedavno objavio Program za ekologiju UN-a, zaključio je kako je solarna energija u 2017. dominirala globalnim investicijama kao nikada ranije. Solarna energija je u 2017. privukla daleko više investicija nego bilo koja druga tehnologija, približno 160.8 milijardi američkih dolara, za 18% više nego u 2016. Pokretačka snaga iza ovog uspona je Kina sa 53 instaliranih GW (uloženo 86.5 milijardi USD), koja vodi više od polovine novih svetskih kapaciteta za solarnu energiju. Prema izveštaju programa Ujedinjenih nacija za ekologiju i Blumberga, prošle godine je svet instalirao rekordnih 98 GW novih solarnih kapaciteta, mnogo više od ukupnih novih kapaciteta koji su uloženi u fosilna goriva i nuklearne elektrane. Prošle godine je zabeležen rekordni kapacitet obnovljivih izvora energije od 157 GW, u odnosu na 2016. godinu kada je bilo 143 GW.

Veliki skok u ulaganja u čistu energiju zabeležile su i Australija (za 147 %), Švedska (za 127 %) i Meksiko (za 810 %). Međutim, u SAD-u investicije su pale za 6 %, u Evropi za 36 %, dok je u Japanu pad bio za 28%. Za deset godina (2007 – 2017) ulaganja u obnovljive izvore energije, koja iznose 2.7 triliona dolara na globalnom nivou, omogućila su porast proizvodnje električne energije iz OIE sa 5.2 % na 12.1 % te je prošle godine svet bio pošteđen za oko 1.8 Gt emisija eCO2, što je ekvivalent uklanjanja celokupnog američkog transportnog sistema.

Zbog smanjenja troškova proizvodnje električne energije, otvaranja novih radnih mesta, formiranja alternative nafti i uglju i dalje će se podsticati širenje solarne energije. Solarna energija je apsolutno budućnost jer nudi ogromne količine energije, nudi energetsku nezavisnost, nema ekološkog prljanja, može se kombinovati uz postojeće sisteme grejanja, ima visoku efikasnost u svim godišnjim dobima i uslovima, unapređuje transportne sisteme te se investicije dugoročno vraćaju kroz period sedam do devet godina. Solarna energija će promeniti svet.

Apel

Na 76 odsto reka na Balkanu ne bi trebalo graditi minihidroelektrane (MHE) pokazala je međunarodna kampanja “Spasite plavo srce Evrope”. Mini hidroelektrane su mini samo u pogledu energije koju proizvedu, ali velike po posledicama na životnu sredinu i ljude. U Evopi su uništili reke i napravili puno grešaka, ali su izvukli pouke. Bilo bi bolno da Srbija učini iste greške koje je Evropa učinila pre 20 godina - i to u 21. veku, kad imamo alternative koje oni nisu imali.

Imam osećaj da veliki deo društva shvata da nam je potrebna promena. Privatni investitori kradu vodu reka, u nekim slučajevima potpuno ih uništavaju, a vodotokovi su javno dobro. Reke i potoci predstavljaju dragocen resurs i ranjiv ekosistem. Važne su i za životinjski svet i za ljude, a kada se pojavi investitor i oduzme tu vodu, onda voda teče samo u njegove džepove, što je dobro za jednu osobu, a loše za sve ostale.