Help!
Top wrapper

Glavni izbornik
Početna stranica
Energija uz video prikaz
Energija općenito
Uvod u izvore energije
Obnovljivi izvori energije
Neobnovljivi izvori energije
Energija i ekologija
Činjenice o energiji
Korisni linkovi
Izvori energije - RSS Feed
Dodatno
Nafta - Neka pitanja
Geo. en. - Upotreba i principi
Prednosti biomase
Kako radi nukl. elektrana?
Zanimljivi linkovi
US Department of Energy
Dodatni linkovi
Ekološki problemi
O dijamantima
Crude Oil Price
 
 

Energija i ekologija

Thursday, 01 November 2007
Zemlja je u našim rukama.
Slikoviti prikaz utjecaja nas kao potrošača energije na ekologiju. Zemlja je u našim rukama.

Proizvodnja, transport i korištenje energije u velikoj mjeri utječu na okoliš i ekosisteme. Kod energije utjecaj na okoliš je gotovo uvijek negativan, od direktnih ekoloških katastrofa poput izlijevanja nafte, kiselih kiša i radioaktivnog zračenja do indirektnih posljedica poput globalnog zatopljenja. Budući da će energetske potrebe čovječanstva nastaviti rasti u idućih nekoliko desetljeća, nužno su neophodne mjere kojima bi se utjecaj eksploatacije energije na okoliš smanjio na najmanju moguću mjeru. Najopasniji izvori energije trenutno su fosilna goriva, tj. ugljen, nafta i prirodni plin, a potencijalnu opasnost predstavlja i iskorišteno radioaktivno gorivo iz nuklearnih elektrana (visoko radioaktivni otpad). Fosilna goriva su opasna zbog toga jer sagorijevanjem ispuštaju velike količine ugljičnog dioksida, a radioaktivni otpad je opasan jer utječe na strukturu organizama na vrlo bazičnom nivou.

Ogroman postotak svjetske energije još uvijek se dobiva iz ekološki neprihvatljivih izvora energije, pogotovo fosilnih goriva koja su još uvijek dominantan izvor energije. Kako je osnova fosilnih goriva ugljik, normalnim sagorijevanjem tog goriva nastaje ugljični dioksid (CO2) koji je staklenički plin. Taj ugljični dioksid većinom završava u atmosferi i svojim stakleničkim učinkom uzrokuje globalno zatopljenje. Još opasniji je plin koji se oslobađa prilikom nepotpunog sagorijevanja goriva (sagorijevanja bez dovoljne količine kisika), a to je ugljični monoksid (CO). Ugljični monoksid je izuzetno otrovan plin bez boje, okusa ili mirisa, a koncentracija od samo 0.6% izaziva kod ljudi smrt nakon 15 minuta disanja.

Trenutno niti jedno fosilno gorivo nije sasvim pročišćeno, pa se prilikom sagorijevanja otpuštaju još neki štetni plinovi poput sumpornog dioksida ili dušikovih oksida. Ti plinovi kasnije reagiraju s vodenom parom u oblacima i formiraju kapljice koje padaju na zemlju kao slabe sumporne i dušične kiseline - kisele kiše, a te kiše djeluju izrazito štetno na čitave ekosisteme koje zahvaćaju. Kod sagorijevanje nekih izvora energije nastaju i sitne čestice minerala koje kasnije tvore pepeo, ali jedan dio tih čestica diže se u atmosferu nošen vrtlogom dima i te čestice su također vrlo opasne za zdravlje.

Utjecaj pojedinih izvora energije na okoliš

Površinski ozon u gradu New York.
Površinski ozon u gradu New York. Površinski ozon može izazvati iritacije dišnih puteva.

Postotak uporabe ekološki prihvatljivih obnovljivih izvora energije još je uvijek na globalnoj skali zanemariv tako da ekološki problemi kao posljedica pretjerane uporabe fosilnih goriva zaslužuju posebnu pažnju ne samo sa energetskog već svakako i sa ekološkog gledišta. Različiti izvori energije imaju različite utjecaje na okoliš u kojem se ti izvori energije proizvode, transportiraju ili koriste. Na slici desno prikazan je površinski ozon kao primjer utjecaja velikog korištenja goriva na kvalitetu zraka. Površinski ozon nastaje kad na ustajalom zraku i sunčanom vremenu dušikov oksid reagira s hlapljivim organskim spojevima. Dušikov oksid na površini obično nastaje sagorijevanjem fosilnih goriva, a hlapljivi organski spojevi nastaju iz dima od goriva, raznih otapala i sličnog. Površinski ozon može upaliti dišne putove i smanjiti radni kapacitet pluća, izazvati draženje očiju i nosa, te općenito smanjiti sposobnosti ljudi prilikom obavljanja normalnih poslova. Površinski ozon je samo jedan u nizu problema koji su povezani s energijom, a opis ostalih učinaka pojedinih izvora energije na okoliš dan je u nastavku:

  • Fosilna goriva – ova vrsta goriva ima daleko najveći negativni utjecaj na okoliš. Sagorijevanjem fosilnih goriva u atmosferu se ispuštaju ogromne količine ugljika koji se milijunima godina taložio i onda bio prekriven slojevima stijena i zemlje. Taj isti ugljik u atmosferi sad tvori ugljični dioksid koji je staklenički plin i time znatno utječe na temperature na Zemlji.
  • Bioenergija (biogoriva) – biogoriva stvaraju iste probleme kao i fosilna goriva, ali budući da se proizvodnjom biogoriva zatvara ugljični ciklus, biogoriva su manje štetna od fosilnih goriva. Zatvaranje ugljičnog ciklusa znači da biljke koje se koriste za proizvodnju biogoriva prilikom rasta iz atmosfere uzmu određene količine ugljika koji se kasnije vraća u atmosferu izgaranjem tih biogoriva. Kod fosilnih goriva taj krug nije zatvoren, tj. ugljik se samo ispušta u atmosferu.
  • Solarna energija – iako energija Sunca ima ogroman potencijal, zbog male iskoristivosti bilo bi potrebno prekriti velike površine da se dobije iole ozbiljnija količina iskoristive energije. Takvo rješenje ekološki je prihvatljivo samo u područjima u kojima nema vegetacije, tj u pustinjama, a u „zelenim“ područjima to bi stvorilo preveliki negativni učinak na okoliš. Instaliranje solarnih kolektora ili solarnih ćelija na krovovima kuća gotova da nema negativnog učinka na okoliš.
  • Energija vjetra – sama proizvodnja energije iz vjetra nema ozbiljnijeg negativnog učinka na okoliš. Gledano iz ekološkog aspekta, jedina ozbiljnija zamjerka vjetroelektranama je negativan utjecaj na ptičje populacije, tj. elise vjetrenjača ubijaju ptice. Kao manje zamjerke vjetroelektranama navodi se vizualno zagađivanje okoliša, uništavanje netaknute prirode gradnjom pristupnih cesta do vjetrenjača i generiranje zvuka niske frekvencije koji negativno utječe na zdravlje ljudi (ometaju spavanje, izazivaju glavobolje, mogu izazvati anksioznost).
  • Energija vode – iskorištavanjem energije vode ne stvara se nikakvo zagađenje okoliša, ali sami infrastrukturni objekti mogu znatno utjecati na okoliš. Tako se gradnjom velikih brana poplavljuju velike površine i dižu razine podzemnih voda, a to može promijeniti cijeli lokalni biosustav. Dodatni problem je presijecanje prirodnih tokova vode i time presijecanje ruta kretanja pojedinih vodenih životinja.
  • Nuklearna energija – sama proizvodnja energije u nuklearnim elektranama iznimno je čist proces. Nama stakleničkih plinova ili drugih zagađenja, jedno dolazi do zagrijavanje vode koja se koristi za hlađenje reaktora, pa to može utjecati na biosustave. Najveći problem kod nuklearnih elektrana je upotrijebljeno gorivo koje je izuzetno radioaktivno i mora biti pohranjeno više stotina godina u posebnim skladištima pod zemljom.
  • Geotermalna energija – iskorištavanjem geotermalne energije ne dolazi do zagađenja okoliša. Isto kao i kod ostalih obnovljivih izvora energije i kod iskorištavanja geotermalne energije moraju se izgraditi neki infrastrukturni objekti, ali utjecaj tih objekata na okoliš je zanemariv kad se gleda količina proizvedene energije.

Kyoto protokol i globalno zatopljenje

Zagađenje zraka.
Ispuštanje stakleničkih plinova u atmosferu smatra se glavnim krivcem za globalno zatopljenje.

Usprkos činjenici da su na nekim poljima postignuti značajniji napredci u pokušajima ako ne sprečavanja, a onda barem ublažavanja globalnih klimatskih promjena, sveopći napredak još uvijek nije zadovoljavajući tako da na tom polju još postoji dosta nesigurnosti i nejasnoća koje će trebati riješiti želi li se stati na kraj globalnom zatopljenu. Naime emisije stakleničkih plinova u atmosferu nisu se znatno smanjile, a protivnici Kyoto protokola koji bi trebao imati glavnu ulogu u tome ističu kako bi smanjenje emisija u skladu s zahtjevima Kyoto protokola predstavljalo prevelik teret ekonomiji. Već su provedene detaljne analize koje su pokazale kako ekonomski gubici ne bi bili toliko drastični kako ih prikazuju protivnici Kyoto protokola te bi u omjeru s pozitivnim učincima smanjenja emisije stakleničkih plinova bili vrlo prihvatljivi. Amerika je potpisala protokol no još ga nije ratificirala i pitanje je hoće li to uopće učiniti jer Kyoto protokol vrijedi samo do 2012 godine, a onda bi ga trebao zamijeniti neki novi dogovor. 172 države iz liste država koje su potpisale i ratificirale Kyoto protokol trenutno proizvodi 61,6% posto ukupnih svjetskih emisija stakleničkih plinova. Uz Ameriku protokol nije ratificirala ni Australija, a Kina i Indija iako su ga ratificirale nisu dužne po sadašnjem sporazumu smanjiti emisiju stakleničkih plinova te se s pravom postavlja pitanje proizvodi li Kyoto protokol neke značajne učinke, naročito ako se uzme u obzir da primjerice Amerika šalje u atmosferu daleko najviše opasnih stakleničkih plinova od svih država, a još nije ratificirala sporazum. No sam Kyoto protokol neće biti dovoljan i bez odgovarajuće zakonske podrške te je stoga potreban i rad na tom polju, a osim same emisije stakleničkih plinova kao trenutnog problema broj jedan, trebat će se riješiti i pitanja sprečavanja ekoloških katastrofa te onečišćenja prirode općenito.

Kisele kiše

Posljedice kiselih kiša.
Posljedice kiselih kiša. Kisele kiše mogu znatno utjecati na cijeli biosustav.

Kisele kiše nastaju na način da se slobodni nemetalni oksidi sumpora i dušika vežu sa vodenom parom u atmosferi u spojeve sumporne i dušične kiseline, a koje potom padaju u obliku padalina na zemlju. Kisele kiše predstavljaju jedan od glavnih uzroka odumiranja šuma jer se sumporni dioksid koji je inače daleko najštetnija tvar u zraku u spoju s vodom pretvara u sumpornu kiselinu koja ima pogubno djelovanje na čitavu floru. Sumporna kiselina ima izrazito negativno djelovanje naročito na zelene biljke jer se njime remeti proces fotosinteze što ima za posljedicu oštećenja lišća, a koje naknadno rezultira i odumiranjem šuma. Naime sumporna kiselina otapa biljkama hranjive tvari (kalcij) koje su im potrebne za izgradnju njihovih stanica, a također kiselina dospijeva i u korijenje i lišće biljaka oštećujući njihova stanična tkiva. Osim za biljke kisele kiše ozbiljno zagađuju i vode kojima se drastično smanjuje Ph vrijednost, što ima za posljedicu narušavanje čitavog ekosistema jer veliko smanjenje Ph vrijednosti dovodi do izumiranja mikroorganizama, a jasno je da se javlja i problem pitke vode. Upravo zagađenje voda predstavlja najveći problem jer se zagađenje iz zraka kiselima kišama prenosi do tla i eventualno sliva u površinske i podzemne vodene tokove. Kisele kiše su jedan od glavnih razloga smanjenja zaliha pitke vode na svjetskom nivou i kao takve predstavljaju ozbiljan problem budućoj opskrbi čovječanstva vodom. Iako postoji napredak u sprečavanju kiselih kiša (primjerice u Americi se koriste metode pročišćavanja ugljena kojima se iz ugljena vade opasni spojevi sumpora) opasnost od kiselih kiša još nije prošla, iako je u zadnje vrijeme potisnuta u drugi plan iza globalnog zagrijavanja. Kisele kiše predstavljaju još uvijek velik problem u nekim Azijskim zemljama, kao primjerice Kini koja zbog ogromne stope industrijalizacije plaća danak i u vidu kiselih kiša.

Izlijevanje nafte u oceane

Ptica zaprljana naftom.
Ptica sva u nafti nakon plivanja u naftnoj mrlji koju je napravio tanker Exxon Valdez.

Veliki problem predstavljaju i eventualne havarije tankera prilikom kojih se velike količine nafte izlijevaju u oceane. Postoji više načina kako može doći do izljeva nafte od kvarova na opremi, ratova između država, terorističkih napada te ilegalnog izlijevanja nafte gdje se nastoje uštedjeti troškovi koje uzrokuje dekomponiranje otpada, te prirodnih uzročnika u vidu uragana koji mogu uzrokovati prevrtanje tankera. Izlijevanje nafte ima strašne efekte na čitav ekosistem pogođen izlijevanjem: ptice umiru ukoliko im se perje natope naftom jer se pokušavaju očistiti od nafte te tom prilikom dolazi do trovanja i ugibanja, a isto se događa i sa ostalim životinjama kada im nafta dođe u pluća ili jetra. Najveće dosad zabilježeno izlijevanje nafte u oceane desilo se 1989, a vezano je uz tanker Exxon Valdez i njegovo ispuštanje u more oko 42 milijuna litara sirove nafte. Ova ekološka katastrofa ostavila je golemog traga usprkos činjenici da je samo kompanija Exxon potrošila više od 2 milijarde dolara kako bi očistila more i obalu od zagađenja. Naime, kao rezultat ogromnog razmjera ove ekološke katastrofe velik broj biljnih i životinjskih vrsta nepovratno je nestao iz pogođenog zaljeva Cook i morskog prolaza Princ William gdje se dogodila nesreća. Pokušaji čišćenja također su bili loši po procjenama nekih stručnjaka, jer su deterdženti i razne kemikalije dodatno onečistili more. Da bi se čim više smanjio negativan učinak ekoloških katastrofa nastalih izlijevanjem ulja Američki Kongres je 1990 donio takozvani Ocean Pollution Act (OPA) u kojem je između ostalog naglasak na sljedećim stavkama: svaki vlasnik tankera mora imati plan u slučaju eventualne katastrofe, a taj plan mora biti u pisanom obliku, tankeri moraju imati trup s dvostrukom oplatom, svaki vlasnik odgovara iznosom od $1200 za svaku tonu nafte koja se izlije, te da obalna straža uvijek mora znati i davati instrukcije tankeru kuda smije voziti kako bi se spriječilo izlijevanje. No dokle god se inzistira na nafti kao primarnom energentu događat će se i havarije te onečišćenja oceana sa teškim posljedicama, iako spomenute mjere iz OPA programa predstavljaju pozitivne pomake u sprečavanju nastanka havarija tankera i ublažavanju već nastalih havarija.

Nuklearne opasnosti

Nuklearna elektrana.
Nuklearne elektrane su sigurne ako se ispravno upotrebljavaju.

Najstrašniji primjer nuklearne katastrofe svakako je Černobil koji je jasno ukazao koliko goleme razmjere može imati nuklearna katastrofa te istaknuo prijeku potrebu uvođenja maksimalnih mjera sigurnosti u postojeće nuklearne elektrane, a ujedno utjecao i na vlade država da smanje broj budućih projekata izgradnje nuklearnih elektrana. Černobilska nesreća uzrokovala je cijeli jedan radioaktivni oblak koji se proširio i na područja van tadašnjeg sovjetskog saveza i uzrokovao znatan broj ljudskih žrtava, od startnog broja posade elektrane, spasioca i vatrogasaca koji su umrli nedugo nakon eksplozije pa do velikog broja onih koji su od posljedica izloženosti radioaktivnom zračenju umrli u godinama nakon nesreće, a kojih je prema nekim neslužbenim statistikama UN-a više od 30.000. Veliki problem nisu samo moguće havarije u nuklearnim elektranama, već i zbrinjavanje nuklearnog otpada koji također može biti vrlo koban. Za sada nema još načina kojim bi se iskorišteno nuklearno gorivo zauvijek neutraliziralo, ali postoje pozitivni pomaci koji bi mogli smanjiti probleme skladištenja nuklearnog otpada. No još uvijek postoje brojne teorije oko samog mjesta za odlaganje tog otpada, a zasad se najčešće koriste napušteni rudnici te ruralna i nenaseljena područja što ne predstavlja kvalitetno dugoročno rješenje.

Zaključak

Vjetrenjača.
Ljudi će u budućnosti morati puno više koristiti čiste izvore energije.

Čovječanstvo će u bliskoj budućnosti morati pronaći ekološki prihvatljivije izvore energije kojima će pokrivati svoje energetske potrebe. Trenutno se kao ekološki prihvatljivo rješenje nude obnovljivi izvori energije, ali ipak nije realno očekivati da će se ti izvori energije dovoljno razviti i komercijalizirati da u nekoj većoj mjeri zadovolje rastuće energetske potrebe čovječanstva. Energiju Sunca nema dovoljnu iskoristivost i skupa je, energija vjetra nije svugdje dostupna u dovoljnim količinama, energetski potencijali vode već su u velikoj mjeri iskorišteni. Geotermalna energije može se optimalno iskorištavati samo na tektonskim rasjedima, tj. na mjestima na Zemlji gdje toplinska energije iz unutrašnjosti Zemlje dolazi vrlo blizu površini. Energija plime i oseke, te energija valova predstavljaju veliki potencijal, ali zbog male dostupnosti trenutno se izuzetno malo energije generira iz tih izvora.

Bioenergija ili točnije biogoriva nameću se kao zamjena za klasična fosilna goriva, ali ta goriva također u atmosferu ispuštaju stakleničke plinove pa nisu ekološki potpuno prihvatljiva. Dodatno se uz biogoriva veže i jedan zanimljivi etički problem. Naime, biogoriva se proizvode od šećerne trske, kukuruza, soje, uljane repice i drugih biljaka koje mogu poslužiti kao hrana.Tako bogatije države proizvode biogoriva na način da pretvaraju hranu u gorivo, dok s druge strane izuzetno puno ljudi na Zemlji umire od gladi i ta ista hrana spasila bi im živote.

"Čista" energija u velikim količinama može se trenutno proizvesti samo u nuklearnim elektranama. Nuklearne elektrane gotovo da nemaju nikakav utjecaj na okoliš ukoliko se prilikom eksploatacije poštuju sva pravila. Osim Černobila nije bilo većih problema s nuklearnim elektranama, a sam Černobil se ne može ponoviti zbog toga jer sve moderne nuklearne elektrane imaju izuzetno dobro riješenu i aktivnu i pasivnu sigurnost. Uz istraživanja na polju sigurnosti nuklearne fisije. trenutno se razvija izuzetno puno tehnologija koje bi mogle poslužiti za proizvodnju energije u budućnosti. Najviše nade polaže se u projekt ITER. ITER je međunarodni projekt u kojem se razvija tehnologija za iskorištavanje nuklearne fuzije. Nuklearna fuzija je spajanje dva laka atoma u jedan teži, uz oslobađanje energije i taj postupak bi trebao biti potpuno ekološki prihvatljiv (nema jake radijacije, nema stakleničkih plinova, …).

 
Top ot the page!