BiH Energija i Zivotna Sredina Udzbenik Bosanski

ENERGIJA IIVOTNA SREDINA Udbenik za uenike osnovnih i srednjih kola

3ENERGIJA I IVOTNA SREDINAUdbenik za uenike osnovnih i srednjih kola

kolski projekat za odrivo koritenje energetskih resusrsa

ENERGIJA IIVOTNA SREDINA Udbenik za uenike osnovnih i srednjih kola


UVOD

PRVO POGLAVLJE ENERGIJA

1. ENERGIJA JE VJENA2. ENERGIJA OBLICI, OSOBINE I VELIINE3. PRVI ZAKON TERMODINAMIKE4. DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE

DRUGO POGLAVLJE KORITENJE ENERGIJE

1. OVJEANSTVU JE POTREBNO SVE VIE I VIE ENERGIJE2. ISTORIJA KORITENJA ENERGIJE 3. KORITENJE ENERGIJE U SVIJETU4. POSLJEDICE KORITENJA ENERGIJE5. EFEKAT STAKLENIKA6. ENERGETSKA KRIZA7. BUDUE PERSPEKTIVE KORITENJA ENERGIJE

TREE POGLAVLJE KLIMATSKE PROMJENE

1. KLIMA2. GLAVNI IZVORI STAKLENIKIH GASOVA UZROKOVANIH DJELOVANJEM LJUDI3. EFEKTI KLIMATSKIH PROMJENA4. MEUNARODNI SPORAZUMI

ETVRTO POGLAVLJE TEDNJA ENERGIJE

1. PRIMJENA NAUKE2. DOBITI VIE OD MANJE3. GRIJANJE PROSTORA4. KORITENJE TOPLE VODE5. RASVJETA6. SAOBRAAJ7. PROIZVODI I RECIKLIRANJE

PETO POGLAVLJE IZVORI ENERGIJE

1. SUNCE2. BIOENERGIJA3. VJETAR4. ELEKTRINA ENERGIJA IZ HIDROELEKTRANA5. UGALJ6. NAFTA7. PRIRODNI GAS8. NUKLEARNA ENERGIJA

ZAKLJUCI

06

09

101013 14

17

18182123242727

29

30313234

37

38384042444445

47

4851535555565757

61

SADRAJ


Od 2010. godine Razvojni program Ujedinjenih nacija spro-vodi projekat pod nazivom Zapoljavanje i sigurno snabdi-jevanje energijom koritenjem energije iz biomase u Bosni i Hercegovini - Biomass. Projekat finansira Globalni fond za i-votnu sredinu (GEF).

Ovaj udbenik je prilagoen i tampan u okviru projekta, a baziran je na originalnim materijalima Norvekog SPARE pro-grama za odrivo koritenje energetskih resursa, namijenje-nog kolskoj djeci.

Mnogo ozbiljnih ekolokih problema svjetskih razmjera po-vezano je sa proizvodnjom i koritenjem energije.

Energija i ivotna sredina se u mnogo emu razlikuju od re-dovnih kolskih predmeta, jer ne pruaju samo suhoparno znanje nego i podstiu uenike na samostalno nauno istra-ivanje te ih ohrabruju i na praktinu primjenu raznih dosti-gnua. Ovaj udbenik pomae da se na praktine naine po-vea efikasno koritenje energije u koli i kod kue. Rezultati istraivanja, te praktina saznanja do kojih uenici mogu da dou u oblasti energetske efikasnosti, mogu da budu korisni za sve roditelje, prijatelje i komije.

Projekat e doprinijeti sticanju lokalnog iskustva i osvjete-nosti o koristima energije iz biomase i dati vrste temelje da se ova pitanja stave u kontekst irih inicijativa vezanih za energiju, umarstvo, poslovnu politiku i zakonodavstvo. Takoe, ovim se projektom uklanjaju trine barijere za us-postavljanje odrivih usluga vezanih za energiju biomase u ruralnim podrujima Bosne i Hercegovine putem transfor-macije trita, stvaranja novih radnih mjesta, smanjenja siro-matva u zajednici i bezbjednog snabdijevanja energijom na lokalnom nivou.

Jedan od ciljeva projekta je uspostavljanje dravnog obrazov-nog programa i kolskog udbenika pod naslovom Energija i ivotna sredina za izborni predmet u osnovnom i srednjem obrazovanju na bazi iskustva steenog kroz SPARE program.

Zahvaljujemo se svim uenicima, nastavnicima, aktivistima nevladinih organizacija i strunjacima koji su pomogli u pri-lagoavanju programa ovog udbenika. Takoer izraavamo zahvalnost Ministarstvu vanjske trgovine i ekonomskih od-nosa BiH i Ministarstvima Vlade Republike Srpske: Ministar-stvu prosvjete i kulture, Ministarstvu industrije, energetike i rudarstva, Ministarstvu za prostorno ureenje, graevinar-stvo i ekologiju i Ministarstvu poljoprivrede, umarstva i vo-doprivrede, koji su dali podrku ovom projektu.

Razvojni program Ujedinjenih nacija u BiH UNDP BiH

DRAGI ITAOCI!


O EMU EMO UITI

Zato uvati energiju?

1992. godine, u Rio de aneiru u Brazilu odrana je konfe-rencija Ujedinjenih nacija (UN) o ivotnoj sredini i razvoju. Na konferenciji su uestvovali predstavnici 197 zemalja. Orijentisana prema odrivom razvoju, ovo je bila prva konfe-rencija koja je na globalnom nivou afirmisala ideju odrivog koritenja resursa i ouvanja ivotne sredine za budue gene-racije. Uteda energije i koritenje obnovljivih izvora energije igraju kljunu ulogu u razvoju i zatiti ivotne sredine, poto su uobiajeni izvori energije do sada bili najvei zagaivai na planeti.

Svi energetski procesi koriste izvore energije. Neki od tih izvora su isti, poput energije sunca i vjetra, bez ikakvog is-putanja gasova, te stoga nemaju negativan uticaj na ivot-nu sredinu; dok koritenje nekih drugih izvora moe dovesti do ozbiljnih posljedica zbog isputanja ogromnih koliina sta-klenikih gasova i zagaujueg otpada. Svi neobnovljivi izvo-ri energije, bez izuzetka, negativno utiu na ivotnu sredinu i to u takvoj mjeri da dovode do promjena i klime i prirode u svjetskim razmjerama.

Najvei dio energije koja se koristi u Evropi stvara se u proce-sima sagorijevanja nafte, uglja i gasa. Koritenjem ovih neob-novljivih izvora energije ljudi prouzrokuju zagaenje do kojeg dolazi oslobaanjem u atmosferu ugljen-dioksida (CO2) i dru-gih staklenikih gasova. Ugljen-dioksid je glavni uzronik glo-balnog zagrijavanja, koje ve dovodi do neeljenih posljedica. Mada jo uvijek nismo sigurni kada i u kojem obimu e se ove promjene desiti, prema navodima Komiteta za klimu UN-a globalne klimatske promjene su bez sumnje ve zapoele.

Najjednostavnije rjeenje

Bez suneve svjetlosti ivot na planeti Zemlji e prestati da postoji. Sunevi zraci dolaze na povrinu Zemlje za osam mi-nuta i petnaest sekundi i skoro sva energija koju ovjean-stvo koristi, neposredno ili posredno potie sa sunca. Za 15 minuta sunce nam poalje koliinu energije koja je ovje-anstvu dovoljna u toku cijele godine. Ako bi se ova energija mudro iskoristila, mnogi energetski problemi koji nas u bu-dunosti oekuju bi se mogli izbjei.

Ouvanje energije, jednostavnije reeno tednja ener-gije odnosno koritenje energije na efikasniji nain je vje-rovatno i najjednostavniji nain smanjenja zagaenja i-votne sredine. Velike koliine energije se mogu utedjeti uz odgovarajue napore i u javnom i u privatnom sektoru.

Koritenjem manjih koliina neobnovljive energije, koliina staklenikih gasova bi se u znaajnoj mjeri smanjila.

Da li energije ima dovoljno za svakoga?

Koritenje energije za potrebe ovjeanstva dovodi do ozbilj-nih posljedica za nau planetu. Samo u posljednjih 100 godi-na koliina energije koju koristimo je udvostruena.

Podjela dobara izmeu sjevera i juga, izmeu bogatih i siro-manih zemalja je izuzetno neravnomjerna. Na jednom kra-ju skale nalaze se zemlje sa hladnijm klimom, manjim brojem stanovnika i velikim bogatstvima, kao to su na primjer skan-dinavske zemlje i Kanada, dok sa druge strane imamo gusto naseljene i siromane zemlje, kao to su Indija, Indonezija i Banglade. Pad potronje energije, koji je zabiljeen u nekima od tih siromanih zemalja ne moe se naalost pripisati mje-rama ouvanja energije i strahu od globalnog zagrijavanja.


Taj pad je rezultat smanjenja ekonomskog rasta, dunikih kriza i nerazvijenih tehnologija. Jednom kad te zemlje rijee svoje ekonomske probleme i one e krenuti putem povea-nja energetske potronje, jer i one tee poboljanju ivotnog standarda do nivoa koji uivaju bogate zemlje sjevera.

Budunost su mladi ljudi

UN naglaava da u brizi za ivotnu sredinu djeca i omladina irom svijeta moraju preuzeti aktivnu ulogu.

Svrha SPARE projekta se sastoji u tome da mladim generaci-jama prui to vie znanja o energiji i da ih motivie da grade drutvo zasnovano na koritenju energije na nain koji nee koditi ivotnoj sredini. Ovaj projekat e osposobiti uenike da energiju koriste pravilno i da u isto vrijeme pozitivno dje-luju u svom okruenju, usmjeravajui i ostale ljude da slijede njihov primjer. Pored toga, nadamo se da emo doprinijeti i

uspostavljanju meusobnog kontakta izmeu kola u razlii-tim dravama i time omoguiti da uenici razmijene iskustva i informacije.

Mnogo malih rijeka stvara veliko jezero

Zajedno sa nastavnicima i uenicima u mnogim drugim ze-mljama svijeta i vi sada kaete Da! za preuzimanje aktivne uloge vas samih u uvanju energije u vaoj porodici i u vaoj koli. Kroz praktine zadatke i primjere, stei ete vjetine po-trebne za produktivnije i pametnije koritenje energije i poe-ete sa prvim malim koracima u ostvarenju konkretnih uteda.

Na cilj je da svako od nas postane bolji u koritenju energije na razumniji nain nego do sada! Smatramo da svako mora poeti od sebe i to sad odmah!


Zadatak 1

TesT ouvaNja eNergije

Kod svoje kue vi: Da Ne

Biljeite svoju potronju struje

Gasite svjetlo kad izlazite iz kue

Maina za pranje vea je uvijek napunjena do vrha kada je koristite

Friider se nalazi u hladnoj prostoriji

Namjetaj nije postavljen ispred grejnih tijela

Poeli ste koristiti tedne sijalice za rasvjetu

Koristite lokalnu rasvjetu (na primjer, stolnu lampu)

Provjetravate prostoriju brzo i efektivno svaki put u trajanju samo nekoliko minuta

Obljepljujete prozore zatitnom trakom tokom zime

Nou zatvarate prozore

Prilikom kuhanja stavljate poklopac na kuhinjski lonac

esto odmrzavate friider

Za pranje sua koristite sudoper

Radije se tuirate nego kupate u kadi

Idete biciklom ili pjeke u kolu i na posao

Smanjujete temperaturu u kui kad izlazite

Smanjujete temperaturu u kui tokom noi

Reciklirate staklo, papir i metal

Ne kupujete proizvode za jednokratnu upotrebu

Ne kupujete robu u velikim koliinama

Radije popravljate stvari nego ih mijenjate

Saberite sve odgovore sa Da. Ukoliko imate:

od 1 do 5 odgovora Da: morate mnogo nauiti, te stoga ponite odmah;

od 6 do 10 odgovora Da:imate mnogo dobrih navika koje mogu sluiti kao dobra osnova za va daljnji rad;

od 11 do 15 odgovora Da:vrlo ste dobar primjer drugima;

od 16 do 20 odgovora Da:neko iz vae porodice bi trebao postati ministar zatite okolia.


ENERGIJA1 PRVO POGLAVLJE

10

ENERGIJA I IVOTNA SREDINAUdbenik za uenike osnovnih i srednjih kola

Zadatak 2

Kako ja koristim energijuAnalizirajte svoje dnevne aktivnosti za ije obavlja-nje je potrebno koritenje energije. Koju vrstu ener-gije ste koristili da biste obavili odreene aktivnosti? Razgovarajte o ovome sa svojim kolskim drugovima.

1. ENERGIJA JE VJENA

Veina astrofiziara danas vjeruje da su u momentu stvaran-ja svemira sva energija i masa bile sakupljene u jako malom prostoru, zvanom kosmiko jaje. Meutim, poto se ova en-ergija tu nije mogla zadravati u duem vremenskom peri-odu, prije 20 milijardi godina je dolo do eksplozije, takozv-anog velikog praska. Nama sada nije toliko neophodno da detaljnije prouavamo ovu teoriju, ali je bitno da znamo da je energija postojala od samog poetka nastanka svemira i da e postojati vjeno.

Ali ta je energija? Ovo pitanje je vrlo jednostavno postaviti, ali je pravilan odgovor koji bi svako mogao razumjeti vrlo teko dati.

Ponimo sa konstatacijom da je energija apstraktan pojam koji su uveli fiziari kako bi pokuali sa optim terminima ob-jasniti razne pojave koje se odnose na rad. Ovaj koncept je postao toliko primjenljiv da je energija postala jednom od osnovnih pojmova ne samo u prirodnim naukama nego i u svim ostalim oblastima ivota i u svim drutvima. Ne moemo zamisliti ni jednu aktivnost koja nije povezana sa energijom ak i proces razmiljanja podrazumjeva koritenje energije.

Najjednostavnija definicija energije jeste da je to sposob-nost tijela ili mase da obavlja rad. Razne vrste rada mjere se razliitim mjernim kategorijama (veliinama) kao to su tem-peratura, masa, rastojanje, radijacija, elektrina struja i tako dalje.

Naravno, moemo uivati u gledanju televizije bez da o njoj znamo ita vie osim koritenja dugmeta za ukljuivanje i iskljuivanje. Takoe moemo aktivno uestvovati u rasprava-ma o tome kako osigurati dovoljno energije za budunost, bez da znamo ita o njenim osobinama. Meutim, ako se u prirodu energije malo dublje zagledate, dobiete vrlo efikasan klju za bolje razumijevanje mnogih problema vezanih za ivotnu sredinu i postaete ubijeeni u neophodnost pronalaenja u budunosti novih naina obezbjeenja energije.

Bavei se energijom, izgradiemo navike, vjetine i nain razmiljanja koji e nam pomoi da u veoj mjeri dopri-nesemo odrivom razvoju.

2. ENERGIJA - OBLICI, OSOBINE I VELIINE

Kua u kojoj ivim je ute boje i duga je 14 metara. Napo-lju pada kia i duva vjetar i temperatura je samo 7 stepeni

Celzijusa. Ovako opisujemo predmete i okolinu, koristei razne fizike karakteristike i veliine kao to su boja, duina, temperatura, itd. Naravno, sve ove karakteristike nisu jedna-ko vane, niti ih sve moramo istovremeno navoditi. Meutim, jedna karakteristika ili bolje reeno veliina, prisutna je svu-da i u svemu.

Energija se javlja u mnogo razliitih oblika: > Sve to se kree, zbog svog pomjeranja ima kinetiku energiju

> Predmet koji se nalazi u nekom prostornom odnosu pre-ma drugom predmetu ima potencijalnu energiju u odno-su na taj predmet.

Ove dvije vrste energije sainjavaju mehaniku energiju.Postoje i druge vrste energije. Kada u pei sagorijevaju drva, hemijska energija uskladitena u cjepanicama se oslobaa i pretvara u toplotnu energiju (toplotu). Elektro dalekovodi u naim naseljima prenose elektrinu energiju. Sunce emituje ogromnu koliinu energije zraenja na planetu Zemlju. Nukle-arna energija se transformie u elektrinu energiju u nuklear-nim elektranama. Energija zraenja iz radioaktivnih izvora se koristi u bolnicama za razne medicinske tretmane. Jednom rjeju, postoji mnogo oblika energije kao to su: toplotna, hemijska, elektrina, nuklearna i magnetna, da spomenemo samo one najpoznatije. O njima emo u ovoj knjizi govoriti na pristupaan nain, koristei termine koje upotrebljavamo i u svakodnevnoj konverzaciji.

energija - mjerilo neega to moe da se desi

Pojedini oblici energije su vrlo vani sami po sebi, meutim jo vanije je ono to se deava kada energija prelazi iz jed-nog oblika u drugi.Svi predmeti koji se kreu imaju kinetiku energiju. Kada se predmet zaustavlja, (to predstavlja odreenu promjenu), ova kinetika energija prelazi u drugi oblik. Sjetite se samo zloslutne izreke Ne ubija velika brzina kojom se kreemo, nego iznenadno zaustavljanje.Kada se predmet nalazi na nekoj visini iznad neke povri-ne, on ima potencijalnu energiju u odnosu na tu povrinu.

PRVO POGLAVLJE ENERGIJA

11


ovjek na ovim ilustracijama (koji je u ovom sluaju pred-stavlja taj predmet) ima potencijalnu energiju u odnosu na tlo. To e mu uskoro postati jasno - kad njegova potencijalna energija iznenada pree u kinetiku!

Ovo bi bile dvije jednostavne ilustracije opteg pravila koje glasi: svaki put kada energija promijeni oblik, neto se desi; i obratno - svaki put kada se neto desi, energija mijenja oblik.

Da bismo saeli sve to smo do sada nauili u jednoj kratkoj reenici koja na jednostavan nain opisuje ta je to energija, moemo rei energija je ono to moe prouzrokovati da se neto desi.

Poto energija postoji, moramo je znati izmjeriti. Elektrina energija se u praksi mjeri u kilovat satima (kWh). 1kWh je otprilike jednak koliini energije koja je na primjer potrebna da bi se kamion teak 10 tona pokrenuo i postigao brzinu od 100 kilometara na sat. Ista koliina energije se nepotrebno potroi u toku 24 sata ako u praznoj sobi ostavimo upaljenu sijalicu od 40 vati.

U fizici, energija se mjeri u dulima. Odnos izmeu razliitih jedinica za mjerenje energije prikazan je donjoj tabeli.

snaga mjera brzine kojom se energija transformie

Kada priate o tome da ste putovali vozom iz grada A u grad B, vjerovatno e vam biti korisno da pri tome koristi-te novi pojam - brzinu. Ako vam je trebalo puno vremena da preete udaljenost izmeu ova dva grada, to znai da je vaa brzina bila mala. Ukoliko vam je trebalo malo vreme-na, vaa brzina je bila velika. Prema tome, brzina je mjera prelaska odreenog rastojanja u jedinici vremena tokom vaeg kretanja.

BRZINA = RASTOJANJE /VRIJEME

U mnogim sluajevima je korisno imati i veliinu koja nam govori kojom brzinom se energija transformie ili koristi. Ta veliina se naziva snaga, a izraunava se ovako:

SNAGA = UPOTRIJEBLJENA ENERGIJA/VRIJEME

Velika snaga znai da se odreena koliina energije transfor-mie (ili koristi) u kratkom vremenskom periodu, i obratno - mala snaga znai da nam treba vie vremena da bismo tran-sformisali istu koliinu energije

Zadatak 3

Mjerenje potronje energije u vaem domu

Svako vee u toku sedmice oitajte stanje vaeg brojila i zapiite oitanje. Unesite ta oitanja u prikazanu tabelu. Na ovaj nain ete vidjeti koliko energije troite u domainstvu.Pri dnu tabele zabiljeite i ta koristite za grijanje (centralno grijanje, ugalj, gas, naftu, drvo, elektrinu struju).

Ponite da zapisujete oitanja struje u ponedjeljak navee. U utorak treba da uradite isto. Kako biste odredili koliko energije ste potroili u posljednja 24 sata, oduzmite oitanja sata za ponedjeljak od oitanja za utorak. Upiite rezultate u odgovarajui prostor u tabeli. Ponovite ovo svako vee, ukljuujui zadnji ponedjeljak. Na kraju povucite liniju koja spaja oznake za svako oitanje. Dobiete grafikon koritenja energije po danima u sedmici. Saberite rezultate kako bi-ste dobili ukupnu energiju potroenu u vaem domu tokom sedmice. Zapamtite da je neophodno da zapiete i koju vrstu energije ste koristili.

Nakon ovoga moete prestati da mjerite potronju energije u periodu od narednih sedam dana.

U isto vrijeme, paljivo sagledajte svoju potronju energije i potrudite se da je smanjite. Nakon toga ponovite eviden-tiranje potronje jo jednu sedmicu. Ponovo zapiite rezultate u predviene prostore u tabeli, ali ovaj put nekom dru-gom bojom. Na kraju uporedite rezultate. Da li ste ostvarili neku utedu energije?

12


kW/h

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0 Ponedjeljak Utorak Srijeda etvrtak Petak Subota Nedjelja

Napiite:ta koristite za grijanje: Centralno grijanje Ugalj Gas Naftu Drva Elektrinu struju

razmisli i odgovori

1. Pogledaj oko sebe i navedi one predmete koji posjeduju potencijalnu energiju.

2. Navedite primjere onih predmeta koji posjeduju kinetiku energiju.

3. Koju vrstu energije imaju: > plamen svijee > avion > baterija u digitronu > kruh izvaen iz penice

4. Zato je tee popeti se na peti nego na drugi sprat?

5. Kada potroite vie energije uenjem lekcije za svojim stolom uz koritenje stolne lampe jaine 60 vati u trajanju od tri sata, ili ukljuivanjem elektrinog grijaa vode snage 600 vati u trajanju od deset minuta, kako biste skuvali aj?

13


3. PRVI ZAKON TERMODINAMIKE

energija je stalna

Fiziari koji su radili sa energijom su formulisali dva vana zakona energije. Ta dva zakona su od samog poetka sma-trana tako bitnim da su dobila status osnovnih zakona ter-modinamike. Ovi zakoni energije imaju mnogo naziva, i izraavaju se na razliite naine. Prvi se esto opisuje kao zakon o energiji, a drugi kao zakon entropije. Radi jednoo-braznosti moda je najbolje da se prvi zakon naziva i zakon koliine (kvantiteta) energije a drugi zakon kvaliteta ener-gije. Uskoro ete vidjeti i zato.

Koliina energije ostaje nepromijenjena

Kada okreemo elastinu oprugu malog motora na navija-nje, na tu elastinu oprugu prenosimo rad. Taj rad se sastoji u pretvaranju energije naeg tijela u potencijalnu energiju elastine opruge. Kada klju za navijanje ispustimo i mo-tor na navijanje pustimo u pogon, dolazi do transformacije potencijalne energije u kinetiku energiju koja se prenosi u pogonski remen, a odatle u osovinu u dinami. Uz osovinu koja rotira izmeu namotaja u dinami postavljeni su ma-gneti. Ako bismo na taj motor prikjuili malu sijalicu, ona bi zasvijetlila. Do toga bi dolo jer se u dinami kinetika ener-gija pretvara u elektrinu energiju u namotajima, koja se onda preko provodnika prenosi u sijalicu, a u vlaknu sijalice dalje pretvara u svjetlosnu i toplotnu energiju.

Ovo je samo jedan od bezbrojnih primjera koji ilustruju osnovne osobine energije, kao to je ta da se prelaz ener-gije iz jednog oblika u drugi deava u veoma dugom lancu takozvanom energetskom lancu. Ovu osobinu energije opisuje prvi zakon termodinamike, koji se obino formulie na sljedei nain:Energija se ne moe unititi niti stvoriti sama od sebe.ili kao:Energija moe samo promijeniti oblik ili prostor.

Prvi zakon termodinamike nam govori o koliini energije, o tome koliko energije ima, i koje vrste energije postoje. Upravo je ovo zakon iz kojeg proizilaze iskustva i sazna-nja koja nam omoguavaju da se bavimo sa veliinama kao to su toplotni kapacitet i razliite energetske jedinice.

Ukratko reeno, te veliine nam omoguavaju da prora-unamo koliko energije postoji, koliko energije nam stoji na raspolaganju u obliku uglja, elektrine energije, solarne energije, itd. Moemo i brojano prikazati sa koliko energi-je radimo, te otuda dolazi i sam naziv ovog zakona zakon koliine (kvantiteta) energije.

Upravo ovaj zakon koristimo kada uspostavljamo razne vr-ste energetskih obrauna, energetskih bilansa ili dijagrama energetskih tokova. Ovdje je prikazan jedan primjer dija-grama toka energije, koji ilustruje tok energije u procesu proizvodnje elektrine energije u hidrocentralama.

S obzirom da se prema ovom zakonu energija ne moe istroiti, nepravilno je govoriti o potronji energije. Moe se potroiti samo jedan oblik energije, prilikom njegove transformacije u neki drugi oblik, koji ponekad za nas moe biti beskoristan ili ak i tetan. Stoga je ispravno koristiti termin potronja elektrine energije u sluaju kad se ona pretvara na primjer u toplotnu energiju. Meutim, energiju kao takvu moemo samo koristiti, ne i potroiti.

Zakon koliine energije nam govori da energija ne nestaje ona se samo transformie iz jednog oblika u drugi. Kada bi ovaj zakon uzeo u obzir sve osobine energije, dao bi nam i jednostavno rjeenje problema nedostatka energije u bu-dunosti: reciklau energije koja bi nam omoguila da se energija uvijek transformie u oblik koji nam je potreban!

Drugi zakon energije e nam objasniti zato stvari nisu ba tako jednostavne.

Potencijalna energija vode u akumulaciji

Kinetika energija padajue vode

Kinetika energija turbine i generatora

Elektrina energija u generatoru

Svjetlosna energija u vlaknu sijalice

Toplotna energija u vlaknu sijalice

14


4. DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE

Zato se automobil kree? Jedan dio hemijske energije, koju sadri gorivo kojim se pogoni motor automobila, pre-tvara se u kinetiku energiju koja se koristi za pokretanje automobila. To nazivamo korisnom energijom ili radom, tj. eksergijom. Preostali dio energije (sjetite se zakona kolii-ne energije) se zatim prenosi u okolinu i transformie u to-plotnu energiju. Taj dio energije nazivamo neiskoristivom energijom ili anergijom.Ovaj pojednostavljeni primjer benzinskog motora ilustruje jo jednu drugu karakteristiku energije, a to je da se pri sva-kom prelasku energije iz jednog oblika u drugi moe isko-ristiti samo jedan njen odreeni dio, dok se ostatak besko-risno gubi i prelazi u atmosferu u vidu toplotne energije. Veliina korisnog dijela energije moe biti jako razliita, u zavisnosti od oblika energije i koritene tehnologije. Toplotne maine pretvaraju toplotnu energiju u oblike energije koji su nam potrebni na primjer u mehaniku ili elektrinu. Jedan od primjera takvih maina je benzin-ski motor. Da bi toplotna maina funkcionisala, mora da sa-drava i toplu i hladnu komponentu. Temperaturna razlika izmeu tople i hladne komponente je onaj parametar koji djelimino odreuje koliko se iskoristive energije od te ma-ine moe dobiti. to je temperaturna razlika vea, vea je koliina iskoristive energije.Za nas kao korisnike nisu svi oblici energije jednako iskori-stivi niti jednako vrijedni, jer imaju razliit energetski kva-litet. to je kvalitet nekog oblika energije vii, znai da se vei dio tog oblika energije moe iskoristiti za proizvodnju korisnog rada. Stoga se moe rei da je kvalitet energije mjera za koliinu energije koja nam je dostupna.

s obzirom na njihov kvalitet, razne oblike energije dijeli-mo na slijedee kategorije:

Energija odlinog kvaliteta:Primjeri: potencijalna energija, kinetika energija, elektri-na energija

Energija visokog kvaliteta:Primjeri: nuklearna energija, hemijska energija, toplot-na energija visoke temperature (vee od 100 stepeni Celzijusa).

Energije niskog kvaliteta:Primjer: toplotna energija niske temperature (manje od 100 stupnjeva Celzijusa)

Uzmimo kao primjer dvije vrste energije u jednakoj koliini od po 1kWh, jednu u obliku elektrine energije i drugu u obliku toplotne energije sa temperaturom malo viom od sobne. Meutim, one se meusobno znaajno razlikuju, jer imaju razliit energetski kvalitet. Ova koliina elektrine energije se moe koristiti za obavljanje mnogih poslova, od pokretanja automobila na kratkim relacijama do zagrijava-nja neke manje prostorije. Ista koliina toplotne energije moe se koristiti samo za zagrijavanje prostorije.Ta osobina energije o kojoj ovdje govorimo, moe se opi-sati definicijom da se energija visokog kvaliteta moe tran-sformisati u energiju nieg kvaliteta uz odreeni gubitak dok je obrnuta transformacija na isti nain nemogua. Naravno, energija visokog kvaliteta se moe transformisati

Zadatak 4

Kreirajte svoj energetski ciklus

Trebae vam 2 kilograma suvog graka i lijeb koji moete napraviti od bilo kojeg materijala. Najbolje je uzeti komad starog oluka. Vrlo je bitno da na lijebu nema nikakvih rupa. Takoe e vam trebati neki lavor ili zdjela u koji graak moe padati.Postavite lijeb pod bilo kojim nagibom, tako da se zrna graka mogu nesmetano kotrljati i skupljati na dnu lavora ili zdjele. Zahvatite ga nekom oljom i brzo ponovo sipajte na vrh lijeba, te stalno ponavljajte istu proceduru. Time ste napravili protok graka koji formira strujni krug, koji moemo zvati zatvoreni strujni krug. Vi tu predstavljate bateriju koja omoguava kontinuirani protok graka sa dna lijeba prema vrhu, odakle zrna graka ponovo padaju na dno.U elektrinom strujnom krugu sa baterijom i provodnikom (lijebom u naem eksperimentu), baterija je ta koja odr-ava punjenje elektronima (u naem sluaju na vrhu lijeba), tako da oni mogu padati kroz provodnik (u ovom slu-aju lijeb).

15


u energiju odlinog kvaliteta, kao na primjer pri pretvara-nju hemijske energije u elektrinu energiju, koje se vri u termoelektranama. Meutim, uvijek je rezultat ovog proce-sa transformacija najveeg dijela prvobitne koliine energi-je u energiju nieg kvaliteta, pri emu dolazi do gubitka to-plote. Da zakljuimo, prvobitna koliina energije e nakon konverzije (pretvaranja) biti nieg kvaliteta.

O ovoj osnovnoj osobini energije govori drugi zakon ter-modinamike, koji glasi:

Nije mogue napraviti mainu koja moe u potpunosti transformisati datu koliinu toplotne energije u korisan rad.Ili:Kada se odreena koliina energije transformie, njen kva-litet se smanjuje.

Drugi zakon termodinamike razmatra na koji nain se kvali-tet energije smanjuje kada odreena koliina energije mije-nja oblik, te ga zato nazivamo zakonom kvaliteta energije.

razmisli i odgovori

1. Svrha parne i elektrine lokomotive je identina. Zato je onda elektrina lokomotiva zamijenila parnu?2. Pokuajte nabrojati sve naine na koje se tokom kre-tanja automobila gubi energija.

16


17


KORITENJEENERGIJE

2 DRUGO POGLAVLJE

18


1. ovjeaNsTvu je PoTreBNo sve vie i vie eNergije

Kada su nai preci savladali upotrebu energije, to je dovelo do prave prekretnice u istoriji ovjeanstva. Kontrola nad energijom i njeno koritenje bili su jedan od glavnih pre-duslova za najstariju revoluciju u zdravstvu. Ljudi su nauili kako da hranu kuvaju i peku, smanjujui tako tetne uticaje bakterija i parazita koje namirnice sadre. Savladavi upo-trebu vatre, mogli su drati opasne divlje ivotinje na od-stojanju, grijati se i paliti osuenu travu olakavajui time rast novim biljkama. Ovdje moramo naglasiti da nama kao potroaima nije najbitnija energija sama po sebi, nego ra-zne usluge i robe koje nam stoje na raspolaganju, a za iju proizvodnju nam je ta energija potrebna. Jedan od darova koji je dat ljudskom rodu, je sposobnost razmiljanja i realizacija svojih ideja. Kao rezultat, tokom istorije su se pojavljivale razne metode i tehnike za eksplo-ataciju razliitih izvora energije i za njihovo koritenje pri obavljanju raznih aktivnosti. Obilni energetski izvori i tehnologije za njihovo eksploati-sanje omoguuju nam da energiju i maine koje ta energija pokree koristimo kako bismo zamijenili ljudski rad. Meu prvim primjerima je svakako bilo uvoenje maine sa vi-estrukim kalemovima za fino predenje (na engleskom: spinning jenny), koja je zamijenila veliki broj radnika u tekstilnoj industriji; zatim pojava traktora koji je zamije-nio rad tovarnih ivotinja i konano uvoenje robota koji su zamijenili ljudsku radnu snagu pri opasnim i tekim po-slovima. Mnoge robe i usluge koje veina stanovnika indu-strijalizovanog drutva povezuje sa poveanim ivotnim standardom, iziskuju znaajna energetska ulaganja u pro-cesu njihove proizvodnje, ili dodatno napajanje energijom prilikom njihovog funkcionisanja.

2. PovijesT KoriTeNja eNergije

Ovo poglavlje razmatra nekoliko glavnih momenata koji pokazuju na koji nain je ljudski rod kroz istoriju bio u sta-nju da toliko postigne, drugim rijeima o prekretnicama u istoriji energije. Iz cjelokupne istorije upotrebe energije vidi se da je poveanje ivotnog standarda uvijek bilo po-vezano sa poveanim koritenjem energije.

Koritenje lokalnih izvora energije

Jedan od glavnih trendova u razvoju ljudskog roda, za koji nalazimo mnoge primjere je sljedei: sva drutva koriste one izvore energije koji im stoje na raspolaganju. Hajde da malo razmotrimo mljevenje penice kroz razne istorijske epohe. U poetku su ljudi usitnjavali penicu pomou ka-menova i drvenih motki, koristei snagu svojih miia.

DRUGO POGLAVLJE KORITENJE ENERGIJE

Uvoenje u upotrebu mlinskog kamenja (rvnjeva) ozna-ilo je mogunost mljevenja mnogo veih koliina peni-ce. Ova tehnika se zasnivala na gornjem pokretnom kame-nu koji se okretao, dok je donji kamen ostajao nepomian. Zrna penice bi se ubacivala kroz otvor u gornjem kamenu u meuprostor izmeu gornjeg i donjeg kamena, gdje su se vanjske penine ljuske uklanjale a oiena zrna peni-ce se zatim usitnjavala. Prvobitno se za pokretanje gornjeg kamena ove vrste mli-

na koristilo ljudsko tijelo, to jeste njegova miina energija, a kasnije se poela koristiti energija miia domaih ivo-tinja. U brdovitim podrujima koja su obilovala vodom ra-zvile su se tehnike koje su koristile energiju tekue vode, u prvo vrijeme koritenjem malih vodenica postavljenih na potocima, a kasnije velikih mlinova sa vodeninim to-kovima i mlinskim kamenovima. U ravniarskim i vjetrovi-tim podrujima su se razvile sline tehnike, ali uz koritenje energije vjetra kao i energije plime i oseke. Danas itarice meljemo uz pomo elektrine energije. Ali za dobivanje energije i dalje koristimo lokalne izvore. Nije sluajno da se u naoj zemlji najvei dio elektrine struje dobiva transformacijom hemijske energije uglja, jer je naa zemlja bogata ugljem. Znaajan dio struje dobivamo i tran-sformacijom kinetike energije rijeka u elektrinu energiju, poto je naa zemlja bogata i hidropotencijalom.

od obnovljive do neobnovljive energije

Vjerovatno se najznaajnija prekretnica u istoriji energi-je moe definisati na sljedei nain: Ljudski rod je najprije poeo da oprezno koristi obnovljive izvore energije, ali je nakon toga postepeno preao na nepromiljeno koritenje neobnovljivih energetskih izvora.Ovu tvrdnju moemo ilustrovati sa nekoliko primjera. Za prevoz ljudi i roba preko mora najprije se koristila energija ljudskih miia za veslanje, zatim se poeo koristiti vjetar i vodene struje, da bi se u 19. vijeku, nakon konstruisanja najsavrenijih jedrenjaka dolo do jo efikasnijeg koritenja energije vjetra. Nakon toga ovjeanstvo je krenulo u prav-cu koritenja sve veih koliina energije uglja, zatim nafte i urana.

19


Uzmimo drugi primjer: proizvodnju hrane. U sutini, svr-ha zemljoradnje je da iskoritava proces fotosinteze u ko-jem se suneva energija prikuplja i transformie u prehram-bene proizvode i prirodne sirovine za proizvodnju odjee. Zemljoradnik doprinosi ovom procesu ulaganja (dopunja-vanjem) izvjesne koliine energije u obliku vlastitog rada, rada stoke, traktora i alata, kao i ubriva, sistema za navod-njavanje i insekticida. Sve su to razni naini stimulisanja po-veanja prinosa. Prolo je mnogo godina otkako se u zemljoradnji u Evro-pi prestala koristiti motika i ostali runi alati, ali motiku da-nas jo uvijek koristi skoro 460 miliona ljudi irom svijeta. Takoe, za vrijeme ivotnog vijeka samo jedne generacije, u Evropi se na seoskim gazdinstvima prestala koristiti te-glea stoka, ali stoku za obavljanje poljoprivrednih radova jo uvijek koristi oko 260 miliona ljudi irom svijeta koji u radu koriste i 335 miliona konja, volova, kamila i magaraca. Samo 50 miliona ljudi u svijetu koriste traktore u poljopri-vrednoj proizvodnji.Interesantan je i energetski pregled za sve ovdje nabro-jane oblike rada. U poljoprivrednoj proizvodnji gdje se za rad koriste motika i stoka, koliina energije sadrana u ne-kom poljoprivrenom proizvodu je mnogo puta vea nego koliina energije potroena u procesu proizvodnje tog

proizvoda. U savremenoj poljoprivrednoj proizvodnji koja koristi traktore i ostalu modernu mehanizaciju, situacija je potpuno obrnuta. Energija uloena u procesu proizvodnje je esto mnogo puta vee od energije sadrane u krajnjem proizvodu, pri emu se koliina ove ulazne (dopunske) energije moe skoro uvijek dovesti u vezu za raspoloivim izvoritima nafte.Jo jednu bitnu prekretnicu u povijesti energije oznaava i sljedei zakljuak: Na putu prema tehnoloki razvijenijem drutvu, sve vie postajemo zavisni od neobnovljivih ener-getskih izvora i od elektrine energije. Kako stvari stoje, izgleda da neemo shvatiti u kolikoj mjeri smo postali zavi-sni od struje i naftnih proizvoda sve dotle dok oni ne nesta-nu. Kako emo onda prevoziti robu? Ako elektrina struja nestane na samo nekoliko dana, monitori svih kompjutera e se ugasiti zamislite samo haos do kojeg bi tada dolo!

Kontrola nad energijom daje mo

Posljednja bitna injenica u istoriji energije koju ovdje mo-ramo spomenuti je sljedea: Mo imaju oni koji kontroliu izvore energije i tehnologiju ekspoatacije ovih izvora. Istorija koritenja energije vodi nas do sljedeeg zakljuka: vladaju oni koji kontroliu energetske resurse.

Ovo bi mogao biti jedan od glavnih razloga slabog korite-nja suneve energije. Sunce na zemlju emituje ogromne koliine energije, ali je ta energija rasuta i niko nad njom ne moe da ima iskljuivu kontrolu. Zbog ovakve raspo-stranjenosti suneve energije, vjerovatno bi najpogodniji nain njenog koritenja bila izgradnja malih i jednostav-nih elektrana. Na taj nain ne bi dolo do centralizacije i akumulacije moi, to je sluaj kod neobnovljivih izvora energije.

Zamisli da ivi u Engleskoj krajem 19. vijeka u Bejker uli-ci, u istom stanu kao i erlok Holms, i da se zove Vatson. Kasna je no, sjedite ispred kamina i razgovarate o doga-ajima koji su se desili toga dana. Danas si opet zajedno sa gospodinom Holmsom rasvjetljavao neki zloin. Navedi koje izvore energije ste koristili tokom dana i u koju svrhu, poevi od ranog jutra. Koje izvore energije koristi u dananje vrijeme u obavljanju svojih poslova?

razmisli i odgovori

1. Gdje se sada koristi energija ljudskih miia?2. Zato se izraz konjska snaga jo uvijek ponekad koristi kao jedinica mjere za snagu?3. Da li promjene cijena naftnih proizvoda utiu na ci-jene prehrambenih proizvoda? Zato?4. Kako objanjavate izraz Kontrola nad energijom daje mo?

20


Zadatak 5

Hrana i energija

ta se nalazi u vaem stomaku? Napravite spisak sadraja (sastojaka) veere koju ste sino pojeli.Ispunite prikazanu tabelu, sami, prije nego to o tome prodiskutujete sa svojim kolskim drugovima.Pokuajte pogoditi odakle dolazi hrana koju ste pojeli. Ukoliko dolazi iz oblinjeg mjesta, oznaite iksiem prvu kolonu. Ukoliko se proizvodi malo dalje ali jo uvijek u naoj zemlji, oznaite iksiem drugu kolonu. Ukoliko se hrana uvozi iz inostranstva, stavite iksi u treu kolonu.Pokuajte odrediti za proizvodnju koje vrste hrane je potrebno najvie energije. Pri tome uzmite u obzir proces njenog uzgajanja, transporta i prerade. U koloni Energija upiite slovo E pored onog prehrambenog proizvoda za koju je po-trebno najvie energije. Mrkva koja je izrasla u vaoj bati i koju ste odmah pojeli je sigurno jeftina to se tie energi-je uloene u njenu proizvodnju i preradu. Meutim, ukoliko je mrkva konzervisana, onda je u njenu preradu uloeno mnogo vie energije. Razjasnite da li je ono to ste pojeli zaista neophodno za va rast i odravanje zdravlja.Uporedite rezultate sa rezultatima do kojih je dolo nekoliko vaih kolskih drugova. Pomozite jedno drugome i zajed-no popunite rubrike E (energija) i K (korisno).Razmotrite u malim grupama na koji nain se nai prehrambeni artikli mogu poboljati u smislu potronje energije i hranjivosti. Najvanija pitanja prodiskutujte sa cijelim razredom.

Sastojci Iz blie okoline Moja drava Inozemstvo Energija Korisno

Primjer: X X E K

Krompir

Mrkva

Mlijeko

Banana

Hljeb

Meso

21


3. KORITENJE ENERGIJE U SVIJETU

Koritenje energije u raznim drutvima

Prvim zajednicama lovaca i zemljoradnika bilo je potreban vrlo mali upravljaki aparat. Postojao je moda voa ili vije-e staraca koje je vodilo pleme. Veina voa je i sama mo-rala da lovi i prikuplja ljetinu kao i ostali lanovi plemena. Hrane i drugih potreptina je rijetko bilo u tolikom izobilju da bi se moglo priutiti da se voe bave iskljuivo upravlja-njem plemenom. U prvim zemljoradnikoim drutvima, na svaki posijani ki-logram penice moglo se ponjeti tri do deset kilograma. Jedan dio ovog vika hrane i energije se mogao dati zajed-nici, tako da je nakon odreenog vremena pleme moglo podmiriti potrebe voa, vraeva, svetenika i ratnika. Iako se sami nisu bavili zemljoradnjom, ovi lanovi drutva su poboljavali uslove za poljoprivrednu proizvodnju na taj nain to su osiguravali stabilnost i bezbjednost zemljorad-nika, koji su zauzvrat mogli potpuno posvetiti svoje vrije-me i rad daljnjem poveanju proizvodnje hrane i energije.Tamo gdje su uslovi za poljoprivredu bili naroito povoljni i gdje je tehnologija obrade zemlje bila razvijenija, stvoreni viak proizvoda je bio dovoljno velik da je mogao obezbje-diti hranu za potrebe veeg broja ljudi. Koncentracija ve-eg broja stanovnika u naseljima je zauzvrat omoguavala pojavu sve veeg broja strunjaka kao to su bili zidari, dr-vosjee, kovai, trgovci i moreplovci. Robe koje su ovi stru-njaci proizvodili i usluge koje su obezbjeivali, poveava-le su ivotni standard svih stanovnika zajednice. Kada se u srednjem vijeku vodenini toak pojavio u Evropi, s njim su dole i maine koje su mogle koristiti energiju sadranu u energetskim izvorima mnogo obilnijim nego to je bila radna snaga ovjeka ili ivotinje.1784. godine Dems Vat je izumio prvu pokretnu parnu mainu. Od tada pa do danas, ovjeanstvo za obavljanje rada moe koristiti i bioenergiju (sadranu na primjer u drv-noj masi), kao i neobnovljive izvore energije kao to je na primjer ugalj. Ovo otkrie je imalo vodeu ulogu u prelasku sa runog na mainski rad.

U modernim drutvima, tehnologije za koritenje neob-novljivih energija i elektrine struje su veoma razvijene i jo se i dalje neprekidno razvijaju.

Sve do kraja devetnaestog vijeka, dominantni izvori ener-gije su bili ugalj i drvo. Krajem 1890. godine, nafta je zauzi-mala samo 2% od ukupne godinje potronje energije. Ko-ritenje neobnovljivih izvora energije je izuzetno poraslo nakon drugog svjetskog rata, i ovaj rast se nastavlja sve do dananjih dana. Na elektrinu struju proizvedenu u hidro-elektranama ili nuklearnim elektranama otpada samo mali dio globalne svjetske potronje energije.

Nejednaka globalna raspodjela

Jedan od razloga poveanja ivotnog standarda u naem dijelu svijeta bio je pristup jeftinoj energiji. Do odreenog nivoa, postoji direktna povezanost izmeu materijalnog blagostanja drutva i potronje energije. Meutim, kada se ovaj nivo pree, situacija postaje mnogo komplikovanija jer znaajnu ulogu poinju igrati i politiko ureenje, nivo tehnolokog razvoja i nain podjele roba. Svake godine, UN objavljuju statistike podatke o tome ko-liko energije u prosjeku potroi svaki stanovnik u razliitim zemljama. Dva su glavna razloga zbog kojih ove podatke ne moemo prihvatiti zdravo za gotovo. Prvo, postoji zna-ajna razlika u potronji energije izmeu siromanih i bo-gatih stanovnika jedne te iste drave. Drugo, ti statistiki podaci ukljuuju samo potronju energije u komercijalne svrhe. Tako na primjer, u mnogim siromanim zemljama drvo je glavni izvor energije, ali njegova upotreba nije uvi-jek obuhvaena ovim statistikim podacima.

energetske potrebe jedne osobe u razliitim fazama razvoja civilizacija

Potreba za energijom

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

praistorija zajednica lovaca 3000 godinaprije nove ere

Evropa1400 godine

Velika Britanija1875 godine

SAD 1970 godine

22


ugalj

istorija i prognoza proizvodnje energije u svijetu

nafta

gas

nuklearna

biomasa

voda

vjetar

sunce

plima, oseka i ostale struje

geotermalni izvori

19201900

0

300000

200000

100000

1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060

Zadatak 6

razmotrite

Jedan Amerikanac troi onoliko energije koliko i dva Evropljana, ili 35 Indijaca, ili 210 Tanzanijaca, ili 600 Butanaca. ta e se desiti sa potronjom energije kada Indijci, Tanzanijci i Butanci budu htjeli da troe isto onoliko energije koliko se sada troi u razvijenim zemljama? Moemo li mi za toliko poveati proizvodnju energije? Da li mi imamo pravo da poveavamo svoju potronju energije, kada to drugima nije omogueno?

razmisli i odgovori

Poredajte hronolokim redom navedene izvore energije, onim redosljedom kojim su postajali dostupni ovjeanstvu, poevi od najranijih:

> Nuklearna energija > Energija miia ivotinja za rad > Nafta > Energija vjetra > Energija miia ljudi > Ugalj > Hidro energija > Biomasa

23


4. POSLJEDICE KORITENJA ENERGIJE

Sve ima svoje lice i nalije, pa ni energija nije izuzetak. Jed-nostavnije reeno, sve vrste transformacije energije i njene potronje imaju i neeljene posljedice. Ovo poglavlje se sa-stoji iz dva dijela, gdje u prvom razmatramo negativne po-sljedice koje potronja energije ima na ivotnu sredinu, a u drugom energetsku krizu kao posljedicu brzog rasta ener-getske potronje.

Posljedice na ivotnu sredinu

Danas ovjeanstvo koristi vie energije nego ikada prije. To s jedne strane znai da moemo imati mnogo udobniji ivot, ali nam s druge strane prouzrokuje i veoma mnogo problema. Ako uzmemo u obzir ekoloke posljedice koritenja raznih izvora energije, vidjeemo da postoje ogromne razlike iz-meu izvora energije koji su ekoloki najprihvatljiviji, i onih po ivotnu sredinu najnepovoljnijih. Poto ne postoji nijedan izvor energije ili kombinacija ne-koliko tih izvora, koji na ovaj ili onaj nain nisu tetni po ivotnu sredinu, najvanija stvar koju ovjek moe da ura-di jeste da energiju tedi. Energiju moramo tedjeti kako bismo smanjili njeno tetno djelovanje na prirodu, a tako-e moramo to vie koristiti one izvore energije koji priro-di nanose najmanje tete. Samo tada emo postii odrivi razvoj civilizacije. S obzirom da vrlo nepovoljan uticaj koji na ivotnu sredinu, i u lokalnom i globalnom smislu ima koritenje neobnovljive energije, malo emo detaljnije raz-motriti sintezu i razgradnju organskih materija.elije biljaka sadre hlorofil, koji u procesu fotosinteze ko-risti suneve zrake pri pretvaranju neorganskih sastojaka kao to su ugljen-dioksid i voda, u visokoenergetska or-ganska jedinjenja kao to su ugljeni hidrati, uz istovreme-no oslobaanje kiseonika. Ova visokoenergetska organska jedinjenja predstavljaju najvaniju vrstu graevinskih blo-kova koji su sastavni dio elija svih ivih organizama. U iz-gradnji elija uestvuju i drugi elementi, kao to su azot i sumpor. Na kraju se tako formiraju cjelokupni ivi organiz-mi biljnog i ivotinjskog carstva nae planete. Njihove eli-je i organi, kao i cjelokupni organizmi u razliitim koliina-ma sadre sve ove navedene elemente.

Ova organska jedinjenja imaju sposobnost sagorijevanja. Ako su se na primjer uz prisustvo kiseonika stekli odgova-rajui fiziki uslovi, ova jedinjenja poinju sagorijevati daju-i ugljendioksid i vodu. to je istovremeno praeno osloba-anjem energije. Ostali elementi, kao to su azot i sumpor, se pri tome takoe mogu osloboati u manjim koliinama.Naglasimo jo jednom - pri razgradnji organskih jedinjenja oslobaa se ugljen-dioksid. On se najprije isputa u atmos-feru, to dovodi do poveanja koncentracije ovog gasa. Razgradnja organskih materija se moe odvijati polako, na

primjer kada se u jesen pone suiti trava, ili brzo, kada sa-gorijevaju nafta ili drvo. Zbog svega ovoga se koncentraci-ja ugljen-dioksida u atmosferi stalno poveava, ali je glav-ni uzrok tome njegovo oslobaanje prilikom sagorijevanja neobnovljivih goriva. Zato je to tako?U principu, bez obzira da li upotrebljavamo neobnovljivo gorivo (fosilno gorivo, kao to je ugalj ili nafta) ili obnovljivo (biogorivo), uvijek se u atmosferu oslobaa ugljen-dioksid. Ipak, sagorijevanje biogoriva se znaajno razlikuje od sago-rijevanja fosilnog goriva.Neobnovljivi izvori energije, koji sadre velike koliine ugljenika su uskladiteni pod zemljom. Pri njihovom sago-rijevanju, ovaj ugljenik se oslobaa u atmosferu u obliku ugljen-dioksida, to dovodi do realnog poveanja koncen-tracije ugljen-dioksida u atmosferi.

S druge strane, koliina ugljenika koja se oslobaa sago-rijevanjem biogoriva koristi se za rast novih biljaka (koje se ponovo mogu koristiti kao biogorivo), to zatvara krug ugljen-dioksida u atmosferi i u sutini ne prourokuje nika-kvo poveanje njegove realne koncentracije u atmosfe-ri. Naravno, preduslov za to jeste da rast rezervi biogoriva bude jednak upotrijebljenim koliinama, i onda moemo rei da sagorijevanje biogoriva nema nikakav uticaj na po-veanje ugljen-dioksida u atmosferi.Porast koncentracije ugljen-dioksida u atmosferi prouzro-kuje efekat staklenika globalnih razmjera, to predstavlja jedan od najveih ekolokih problema s kojim se svijet da-nas suoava.

UGLJEN-DIOKSID+ VODA

ORGANSKA TVAR + KISIK

SUNEVA SVJETLOST

HLOROFIL

24


Obn

ovlji

vi iz

vori

ener

gije

SunceObnovljivostDostupnost

NestabilnostVisoka cijena solarnih baterija

Vjetar ObnovljivostBukaVjetroelektrane zauzimaju velike povrine zemljita

BiomasaDostupnostJednostavnost primjene

Neophodnost transporta biomaseVelike koliine vode koja je potrebna u procesu proizvodnje biomase

Voda Niska cijena vode kao sirovine

Dravne graniceAkumulacije vode zauzimaju velike povrine poljoprivrednog zemljitaNegativan uticaj brana na hidroakumulacijama

Neo

bnov

ljivi

izvo

ri en

ergi

je

Ugalj Niska cijena rada povezanog sa vodom

NeobnovljivostZagaivanje ivotne sredineProblem odlaganja otpadnog materijalaEmisije ugljen-dioksida

NaftaMogunost primjene u raznim tehnologijamaJednostavnost koritenja

Ograniena dostupnostNeobnovljivostZagaivanje ivotne sredineOpasnost od izbijanja poaraEmisije ugljen-dioksida

Gas Relativno bezopasan po ivotnu sredinuJednostavnost koritenja

Ograniena dostupnostNeobnovljivostOpasnost od eksplozijaEmisije ugljen-dioksida

Nuklearna energijaDostupnostRaspoloivost u velikim koliinama

Zagaivanje ivotne sredineNeobnovljivostProblem skladitenja nuklearnog otpadaRizik irenja nuklearnog orujaTeke posljedice kvarova u nuklearnim elektranama

5. EFEKAT STAKLENIKA

Posljednjih decenija efekat staklenika je u centru panje svjetske javnosti. Meutim, ovdje moramo razlikovati pri-rodni efekat staklenika od onog koji svojim aktivnostima prouzrokuje ovjek. Efekat staklenika je od sutinske va-nosti za ivot na zemlji, jer bi bez njega prosjena tempera-tura bila oko minus 18C. Zbog prirodnog efekta staklenika danas je prosjena temperatura na planeti oko +14 C. Efekat staklenika na zemlji i u atmosferi je proces koji je vrlo slian onome u staklenicima koji se koriste u vrtlar-stvu. Sunevi zraci prolaze kroz zidove i krov napravljene od stakla, dolaze do tla i zagrijavaju zemlju. Zagrijana ze-mlja zatim i sama poinje da emituje energiju, ali sada u obliku toplote a ne svjetlosti, a tu toplotu apsorbuju zidovi i krov staklenika. Znai, sunevi zraci mogu doprijeti do tla

unutar staklenika, ali se ne mogu ponovo vratiti u atmosfe-ru jer u povratku ne mogu ponovo proi kroz krov stakleni-ka zbog promjene svoje talasne duine. Stoga, sunevi zra-ci nastavljaju da ulaze i ostaju zarobljeni unutar staklenika, u znaajnoj mjeri poveavajui temperaturu prostora unu-tar staklenika. Jednostavno reeno, u ovom sluaju zidovi i krov staklenika igraju istu ulogu kao i sloj vazduha oko pla-nete Zemlje, koji nazivamo atmosfera.

ovjeanstvo na planeti Zemlji doslovce balansira na ici to se tie odravanja prirodnih uslova pogodnih za ivot. Ovu tvrdnju emo lake razumjeti ako pogledamo nama najblie planete Mars i Veneru. Venera, koja je blia Suncu nego Zemlja, ima atmosferu koja se uglavnom sastoji od

25


ugljen-dioksida i koja je mnogo gua od zemljine atmos-fere. Temperatura na Veneri je oko 0C u visini oblaka, dok neposredno uz povrinu tla dostie +500C. Do tako viso-ke temperature dolazi upravo zbog efekta staklenika. Oi-gledno, nemogue je da na takvim temperaturama postoje ikakvi sloeniji ivotni oblici.Mars je udaljeniji od Sunca nego Zemlja, pa zbog toga do-biva manje suneve energije. Atmosfera Marsa je jako rijet-ka, i atmosferski pritisak na Marsu je 200 puta manji nego na povrini Zemlje. Zbog toga na Marsu efekat stakleni-ka nije prisutan. Na Marsu je jako hladno: temperatura na ovom planetu varira od -50C na srednjim geografskim i-rinama do -100C na njegovim polovima. Nedavna otkria ukazuju da na Marsu moda postoje jednostavniji oblici i-vota. Meutim, atmosfera na ovoj planeti je veoma nesta-bilna a voda neophodna za razvoj ivota zamrznuta, pa je bilo nemogue da se u tako surovim uslovima pojave tako kompleksni oblici ivota kao to su ivotinje, biljke i ljudi.

Meutim, na Zemlji je uspostavljena ravnotea izmeu atmosfere i efekta staklenika, uz prosjenu godinju tem-peraturu od +14C, to znai da nije ni previe vrue ni previe hladno da bi nastao ivot. Naalost, kao posljedica ljudskih aktivnosti dolazi do isputanja gasova koji prou-zrokuju zgunjavanje atmosfere, poveavaju efekat stakle-nika i time poviuju temperaturu, dovodei tako do klimat-skih promjena. Sve e to imati ozbiljne posljedice.Najvea zabrinutost vlada zbog toga to e stakleniki efe-kat dovesti do promjena temperature na Zemlji. Ukoliko se ovo desi, nivo mora e porasti a raspored padavina e se promijeniti. Velike povrine kopna e biti potopljene, a stotine miliona ljudi e morati da napuste svoja ognjita. Velike migracije ljudi, prouzrokovane promjenama uslova ivota i unitenjem njihovih naselja bi takoe mogle imati veoma ozbiljne posljedice. Naunici u svijetu vjeruju da e do kraja 21. vijeka prosje-na temperatura u svijetu porasti za 3C ako se emisije sta-klenikih gasova drastino ne smanje. Tri stepena u stoti-nu godina moda ne zvui suvie dramatino, ali to bi bio najvei porast temperature u proteklih 10,000 godina, koji bi prouzrokovao najveu prosjenu temperaturu u posljed-njih 150,000 godina. Sa tog stanovita je oigledno da ove promjene zaista mogu biti dramatine.

ostale posljedice koritenja energije

Pri sagorijevanju organskih materija, u atmosferu se takoe oslobaaju materije kao to su azot i sumpor u obliku svo-jih oksida. Fosilna goriva sadre mnogo vee koliine ovih sastojaka, nego na primjer drvo. Nakon odreenog vreme-na ovi sastojci stupaju u hemijsku reakciju sa kiseonikom i vodom, to kao rezultat daje kisele kie, smog i ozon. Ovi zagaivai se mogu nai kako na lokalnom tako i na regio-nalnom nivou.

Velike termoelektrane zauzimaju ogromne povrine zemlji-ta, to znai da je time onemogueno koritenje tog ze-mljita za poljoprivredu ili zelene povrine. U zavisnosti od toga za koje svrhe se taj teren inae mogao koristiti, ovo moe dovesti do sukoba izmeu zainteresovanih strana koje imaju suprotstavljene interese.Koritenje radioaktivnih materijala u nuklearnim elektrana-ma takoe prouzrokuje ogromne dodatne i nove ekoloke probleme.

razmisli i odgovori

1. ta je fotosinteza?2. Da li se fotosinteza moe odvijati nou?3. Zato koritenje biogoriva za proizvodnju energije ne poveava koncentraciju CO2 u atmosferi?4. Kako se stvaraju kisele kie?5. ta je to efekat staklenika?

26


Zadatak 7

efekat staklenika

Za ovaj zadatak e vam trebati dva termometra sa jednakim skalama, koji su dovoljno mali da svaki od njih moe stati u teglu od dema sa poklopcem na zavrtanje. U prvu teglu stavite komad crnog mat kar-tona koji e pokriti odprilike polovinu visine staklene povrine tegle. U ovoj tegli termometar treba da se postavi na stranu zatamnjenu kartonom.

U drugu teglu stavite komad aluminijske folije na isti nain na koji ste postavili i crni karton u prvoj te-gli. I u ovoj tegli termometar treba da stoji na stra-ni zatamnjenoj folijom. Postavite tegle jednu pored druge, na direktnu sunevu svjetlost. Postavite ih na neku podlogu koja moe posluiti kao termoizolacija, npr. na neku knjigu. Vodite rauna da su termometri postavljeni na zatamnjenim stranama tegli. Uskoro ete vidjeti da temperatura raste bre u tegli sa crnim kartonom.

Evo ta se tu deava: Sunevi zraci koji do nas dolaze, sadre i kratke i duge elektromagnetne talase. Staklo dobro proputa kratke talase pa oni prolaze kroz sta-klo. U tegli sa aluminijumskom folijom sunevi zraci se odbijaju od metala. Njihova talasna duina osta-je nepromijenjena i oni izlaze iz tegle isto onako lako kao to su i uli.

U tegli sa crnim kartonom zrake prikuplja (absorbu-je) karton, koji se pri tome zagrijava, to kao rezultat poveava temperaturu u tegli. Zagrijani crni karton zatim i sam poinje emitovati toplotu, ali je talasna duina toplotnih zraka vea od talasne duine sune-vih zraka, pa oni ne mogu ponovo proi kroz staklo i izai iz tegle. Energija vazduha tako ostaje u tegli, na taj nain poveavajui temperaturu u njenoj unutra-njosti. Na ovakav nain funkcionie i zemljina atmos-fera. Bez atmosfere prosjena temepratura na zemlji bi bila -18C.

27


6. ENERGETSKA KRIZA

Kriza elektrine energije i goriva

Kada se u ekonomski razvijenim zemljama svijeta govori o energetskoj krizi, pod time se podrazumijevaju vanredne i neoekivane situacije koje bi nastale ukoliko se ne bi u dovoljnoj mjeri mogao osigurati pristup jeftinoj elektrinoj energiji i energiji iz nafte. Nema sumnje da e se rezerve nafte iscrpiti prije ili kasnije - i ta emo onda koristiti kao gorivo?Da bi se izbjegla takva situacija, ulau se ogromni napori u pronalaenje novih izvora nafte, grade se nove i moderni-je nuklearne elektrane i velika energetska postrojenja koja koriste neke druge vrste goriva. Procjenjuje se da e svjet-ske rezerve nafte trajati jo narednih 70 godina, dok e re-zerve prirodnog gasa biti na raspolaganju samo jo oko 50 godina. Sve do sada nije bilo toliko interesantno ulagati u efikasnije koritenje energije ili u manje elektrane koje kori-ste obnovljive izvore energije, ali ovaj trend se moda ipak konano poinje mijenjati. Sve to u potpunosti zavisi od nas i vas samih.

Kriza goriva

Dok razvijene zemlje svijeta tek stoje pred opasnou ener-getske krize do koje moe doi u nekom momentu u bu-dunosti, veliki broj ljudi ve danas i na svojoj koi osjea svu brutalnost energetske krize kao na primjer katastro-falan nedostatak drva za loenje koja su potrebna za kuva-nje i zagrijavanje vode i domova.U poreenju sa industrijskim zemljama, prosjena potro-nja energije po stanovniku u zemljama treeg svijeta je veoma mala. Najvaniji izvor energije u tim zemljama su ume. Kod pripreme hrane i grijanja praktino svaki sta-novnik seoskih podruja u tim zemljama u potpunosti ili djelimino zavisi od drva za loenje. U mnogim gradovima, drveni ugalj i drvo su najvaniji izvori energije za siroma-nu i srednju klasu. Sve do sada ovi izvori energije su bili be-splatni ili vrlo jeftini.Prema statistikama UN-a, ve i danas milioni ljudi ive u po-drujima gdje koliina drveta koja se potroi prevazilazi ko-liinu koja nanovo izraste. Unitavanje umskih povrina ne moe se produavati u beskonanost. Pored toga, gorivo i inae postaje sve skuplje i sve do sada nisu postojale ni-kakve alternative uobiajenim vrstama goriva. Za mnoge ljude skuplje je skuhati supu nego nabaviti za to potrebne namirnice. Pored toga, paraziti iz neprokuhane vode pred-stavljaju direktnu prijetnju po zdravlje. Nedostatak ogrjevnog drveta u ekstremno hladnim po-drujima kao to su Himalaji, Andi i drugi planinski lanci dovodi do toga da ljudi ne mogu ni zapaliti vatru da bi se ugrijali. Uz to, kada je ljudima hladno oni su mnogo pod-loniji raznim bolestima. Drvo, ugalj, sueni ivotinjski izmet i otpad iz domainstva

i dalje predstavljaju najvaniji izvor energije u mnogim ze-mljama. Svakoga dana dvije milijarde ljudi koristi obroke pripremljene na drvenom uglju ili drvima. Polovina svog posjeenog drvea i bunja koristi se za spravljanje hrane i grijanje.Jedna i po milijarda ljudi ne moe doi do dovoljno drva. Najvei dio svog vremena oni provode u potrazi za ogrev-nim drvetom, neprestano prelazei velika podruja, pa za njih nedostatak drveta ve sam po sebi predstavlja ener-getsku krizu.Kada se poljoprivredni otpad i ivotinjski izmet koriste kao gorivo, velike koliine vitalnih gnojiva se ne vraaju u tlo. To smanjuje plodnost tla dovodei do slabijeg rasta usjeva i loijeg kvaliteta travnatih panjaka koji su kljuni za opsta-nak mnogih ljudi u zemljama u razvoju. Ovu krizu najvie osjeaju siromane zemlje i zemlje u ra-zvoju. One razvijene, koje to sebi mogu priutiti, prelaze na dostupnije izvore energije ili gorivo uvoze.U podrujima gdje jo uvijek ima dovoljno uma, siroma-ni ljudi vrlo esto nemaju pravo na sakupljanje drva. Kako drvo i drveni ugalj postaju komercijalni proizvod pa time njihova cijena raste, radnici i zemljoradnici koji zemlju dre pod zakup gube prava koja su nekad imali na sakupljanje drveta ili biljnog otpada sa velikih posjeda. U Nepalu, Indi-ji i Bangladeu najsiromaniji su esto prinueni da kradu drvo iz dravnih uma ili privatnih posjeda, time rizikujui plaanje kazne ili odlazak u zatvor. Kriza goriva u zemljama u razvoju je upeatljiv primjer situ-acije gdje siromano stanovnitvo u svojoj borbi za preiv-ljavanjem danas, unitava temelj svog budueg opstanka. Oni ovo rade ne zato to ne razumiju posljedice, nego zato to nemaju drugog izbora.

7. BUDUE PERSPEKTIVE KORITENJA ENERGIJE

Na meunarodnom planu, danas je interes za koritenjem raznih vrsta obnovljivih izvora energije u znaajnom pora-stu. Ovo se posebno odnosi na energetske izvore kao to su sunce, vjetar i energija biomase.

U proteklih 15 godina, ovi obnovljivi izvori energije su zna-ajno poveali svoju konkurentnost u odnosu na naftu, gas, ugalj i nuklearnu energiju. Ukoliko se ovaj trend na-stavi, obnovljivi izvori energije e osvojiti vei dio energet-skog trita. Danas ve vidimo da bi obnovljivi izvori ener-gije mogli pobijediti u trci sa izgradnjom novih nuklearnih elektrana.Situacija u ovoj oblasti je vrlo interesantna, jer obnovljivi izvori energije danas slijede iste trendove razvoja kao i naf-ta u prethodnih stotinu godina.

28


razmisli i odgovori

Zato je prelazak sa neobnovljivih izvora energije na ob-novljive izvore tako vaan za ovjeanstvo?

Postrojenje za koritenjeenergije sunca

Postrojenje za koritenjeenergije vjetra

Postrojenje za koritenjeenergije vode

Postrojenje za koritenjeenergije biomase

Postrojenje za reciklau

U izvjetaju koji je prezentirao Svjetski komitet UN-a za i-votnu sredinu i razvoj, sadanja energetska situacija je de-finisana na sljedei nain: Ne moemo ivjeti bez energije u ovom ili onom obliku. Daljnji razvoj u potpunosti zavisi od stalne raspoloivosti energije, poveanja njenih koliina, i od energetskih izvora koji su pouzdani, nisu opasni i koji ne ugroavaju ivotnu sredinu. Trenutno na raspolaganju nemamo ni jedan po-jedinaan izvor energije niti bilo koju njihovu kombinaciju koji bi nam omoguili da u budunosti pokrijemo potrebe za energijom. Drugim rjeima, izazovi s kojima se u ovoj oblasti moramo suoavati su nemjerljivi, i svako od nas, u granicama svo-jih mogunosti, mora uraditi sve kako bi odgovorio na ove izazove. Moemo poeti sa najjednostavnijim izazovom, koji je mnogima od nas najzanimljiviji sa ekonomske take gledita, a to je da nauimo kako da energiju koja nam je na raspolaganju koristimo na nain koji je za ivotnu sredinu najprihvatljiviji.

29


KLIMATSKEPROMJENE

3 TREE POGLAVLJE

30


Ugljen-dioksid i ostali stakleniki gasovi prirodnim putem zagrijavaju povrinu nae planete, zadravajui sunevu toplotu u atmosferi. To je dobro, jer se time odrava ivot na naoj planeti. Meutim, sjeom uma i sagorijevanjem fosilnih goriva kao to su ugalj, gas i nafta mi smo dramati-no poveali koliinu ugljen-dioksida u zemljinoj atmosferi i time prouzrokovali porast temperatura.

1. KLIMA

Po definiciji, klima je prosjeno stanje vremenskih uslova tokom jednog dueg vremenskog perioda. ta to u stvari znai? To znai da, iako vrijeme moe biti kiovito ili suna-no, vjetrovito ili mirno, moemo sabrati vremenske uslove u toku tog nekog dueg vremenskog perioda i vidjeti koli-ko je dana bilo kiovitih, koliko oblanih, a koliko sunanih. Moramo takoe znati prosjene vrijednosti dnevnih tem-peratura, da bismo vidjeli koja vrsta temperaturnog reima preovladava, tj. da li su dani uglavnom vrlo topli, hladni ili sa umjerenom temperaturom. Na takav nain emo dobi-ti glavne klimatske karakteristike. Dakle, vrijeme je trenut-no stanje atmosferskih uslova, mjereno u prilino kratkom vremenskom periodu. Klima je stabilan parametar koji je karakteristian za odreene regije, dok je vrijeme nestabil-no i promjenljivo, i moe se istovremeno javljati u razliitim dijelovima svijeta, i u razliitim klimatskim zonama. Vrijeme se iz dana u dan moe mijenjati, dok se klima mijenja jako sporo, tokom mnogih decenija ili vijekova.Jo od nastanka nae planete klima se kontinuirano mije-njala, u zavisnosti od raznih geolokih i astronomskih po-mjena kao to su vulkanske aktivnosti i promjene zemljine orbite. Razvoj ivota na zemlji je uvijek zavisio od klimat-skih uslova. Ove promjene klimatskih reima se odvijaju ve milionima godina.

Prirodne klimatske promjene

Hladni i topli periodi na naoj planeti su se meusobno smjenjivali. Naunici koriste razliite metode da bi odredili kako se u proteklim geolokim razdobljima klima mijenja-la, i danas je poznato da je tokom vremena znaajno varira-la. Razliite vrijednosti prosjenih temperatura predstavlja-ju razliku izmeu pojedinih klimatskih perioda, to ima za posljedicu promjenu oblika ivota (i biljaka i ivotinja). Hladnije i toplije vremenske periode koji su se smjenjivali jedan za drugim, naunici su nazvali ledeno i meuledeno doba. Danas se naa planeta nalazi u meuledenom dobu koje je poelo prije otprilike 10,000 godina. Prognozira se da e hladnoa narednog ledenog doba dostii svoj vrhu-nac za 80,000 godina, ali se jo uvijek ne zna tano kada e to ledeno doba poeti.

U geolokim okvirima ovo je relativno kratak vremenski pe-riod, ali u poreenju sa ljudskom istorijom ovaj period je zaista dug.

uticaj ovjeka na klimu

Klimatske promjene o kojima danas govorimo su drugaije. One se deavaju u razdoblju jednog ljudskog ivota ili ak i u kraim periodima i uglavnom su prouzrokovane djelova-njem ovjeka. Na moderan nain ivota doprinio je povea-nju koliine staklenikih gasova u atmosferi. Sagorijevanjem fosilnih goriva oslobaa se CO2 koji je milionima godina bio zarobljen pod zemljom, i njegova koncentracija u atmosferi se poveava. Moderna poljoprivreda (ratarstvo i uzgoj sto-ke) takoe dovodi do oslobaanja staklenikih gasova.

Iako stakleniki efekat predstavlja fenomen koji se prirod-no javlja, njegov intenzitet je znatno povean u 20. vijeku kao rezultat ljudskih aktivnosti. Svi smo danas svjedoci ve-likih posljedica efekta staklenika, prouzrokovanog ljudskim faktorom. Danas efekat staklenika vie nije tako zatitniki i koristan za ivot na zemlji, kao to je bio nekad. Ranije smo napomenuli da je ugljen-dioksid sastavni dio prirodnih procesa, ali moramo shvatiti da danas koliina ovog gasa u amosferi daleko prevazilazi koliine potrebne za odvijanje normalnih prirodnih ciklusa. Pored toga, CO2 nije jedini gas koji stvara efekat staklenika. I ostali gasovi koji se isputaju u vazduh ljudskim aktivnostima, dio su staklenikog efek-ta, kao na primjer azotsuboksid N2O koji je takoe otrovan i metan CH4 koji je zapaljiv. Meutim, oni ine samo mali procenat mjeavine gasova u atmosferi. Ne smijemo zabo-raviti ni ozon (O3), gas koji je neophodan u viim slojevima atmosfere radi zatite ivota na zemlji od UV zraenja, ali koji prisutan u niim slojevima doprinosi efektu staklenika.

Ovaj efekat, stvoren prekomjernom koliinom staklenikih gasova koji sprjeavaju vraanje vika toplote natrag u va-sionu, dovodi do prekomjernog zagrijavanja tla, vazduha i vode. Zato ovaj sloj staklenikih gasova zadrava na ze-mlji vie toplote nego ranije i to mnogo vie nego to je ivim biima na zemlji zaista potrebno. Ovaj fenomen koji se javio uslijed staklenikog efekta prouzrokovanog ovje-kovom aktivnou naziva se globalno zagrijavanje, poto je jedna od glavnih posljedica ovog efekta globalni porast temperature.Bilo je potrebno mnogo vremena da bi efekat nakupljanja staklenikih gasova dobio ovako znaajan uticaj na klimu na zemlji. Vjerovatno e biti potrebno jo vie vremena da bi se efekti prisustva sadanjih koliina ovih gasova u atmosferi smanjili. Poveano isputanje staklenikih gaso-va je posljedica brzog razvoja u svijetu, do kojeg je dolo u

TREE POGLAVLJE KLIMATSKE PROMJENE

31


2. GLAVNI IZVORI STAKLENIKIH GASOVA UZROKOVANIH DJELOVANJEM LJUDI

Danas imamo osnove da smatramo da su ljudske aktivno-sti pokrenule lanac reakcija koje su dovele do promjena u atmosferi, vodi, zemlji i ivotu na planeti, prije svega zbog intezivne emisije staklenikih gasova.

Termoelektrane

Termoelektrane proizvode elektrinu struju iz razliitih izvora energije, ali najvie iz tradicionalnih, fosilnih goriva. Ova postrojenja pretvaraju razliite oblike energije (kao to su hemijska ili toplotna) u oblike pogodne za koritenje. Termoelektrane koje koriste fosilna goriva kao to su ugalj, nafta ili prirodni gas su najvei izvor staklenikih gasova na zemlji, naroito ugljen-dioksida. U mjeavini staklenikih gasova ugljen-dioksid zauzima 72%, pa je stoga i najvei krivac za globalno zagrijavanje.

industrija

Proizvodnja i obrada raznih materijala je takoe jedan od najveih izvora ugljen-dioksida. Sagorijevanje drvne mase i fosilnih goriva, hemijska industrija, proizvodnja cemen-ta i krea, kao i industrija eljeza i elika u znaajnoj mjeri uestvuju u emisiji staklenikih gasova u atmosferu, naro-ito ugljen-dioksida. Koliina energije koja se koristi u indu-strijskom sektoru u svijetu porasla je u periodu od 1971. do 2004. godine za 61%.

saobraaj

Saobraaj je drugi najvei izvor emisije ugljen-dioksida, sa trendom konstantnog rasta. U Evropi jedna petina emisije CO2 dolazi od saobraaja, dok u SAD saobraaj u atmosferu emituje jednu treinu od ukupne koliene ugljen-dioksida. Vano je naglasiti da izduvni gasovi vozila ne sadre samo ugljen dioksid nego prouzrokuju i formiranje ozona, zbog hemijskih reakcija na sunevoj svjetlosti. Ozon u niim slo-jevima atmosfere takoe djeluje kao stakleniki gas, jer za-robljava infracrvene suneve zrake koji se reflektuju sa po-vrine zemlje.

Poljoprivreda

Danas je uzgoj stoke jedan od glavnih izvora jo jednog sta-klenikog gasa metana. Stoka, perad i svinje prouzroku-ju isputanje do 37% koliine metana prouzrokovane dej-stvom ovjeka, i to metana koji se stvara u njihovom procesu varenja. Najvea koliina metana na planeti stvara se na ga-snim poljima, pri eksploataciji prirodnog gasa. Poljoprivred-ni usjevi su najvei izvor azota u atmosferi (ali i u vodama), naroito zbog prevelike upotrebe vjetakih ubriva.

emisija ugljen dioksida u svijetu 2002. godine po glavi stanovnika

0123456789

1011121314151617181920

SAD

Rusi

ja

Saud

ijska

Ara

bija

ved

ska

Aust

ralij

a

Kina

Kana

da

Braz

il

Nor

vek

a

Togo

Uga

nda

devetnaestom vijeku, nakon industrijske revolucije. Dosa-danja industrijalizacija se zasnivala na obilnom koritenju fosilnih goriva kao to su ugalj, nafta i gas. Prilikom sago-rijevanja ova goriva oslobaaju CO2 u atmosferu, to daje najvei doprinos stvaranju efekta staklenika uzrokovanog djelovanjem ovjeka. Tokom posljednih decenija ove pro-mjene su postepeno postale sve oiglednije i sve tetnije. Danas, prosjena godinja emisija CO2 u svijetu iznosi etiri tone po stanovniku. Meutim, u zemljama kao to su SAD, Kanada i Rusija, emisija ugljen-dioksida po stanovniku je znatno vea od ovog prosjeka, zbog ogromnog industrij-skog potencijala tih zemalja. U ostalim zemljama, posebno onima u nerazvijenim dijelovima svijeta, emisije CO2 su da-leko manje od svjetskog prosjeka.

Da li ste znali:

> da je u okeanima rastvoreno oko 50 puta vie ugljen dioksida nego u atmosferi?

> da je 10 najtoplijih godina ikad zabiljeenih, bilo na-kon 1990. godine, zbog porasta emisije CO2

32


Odlaganje i tretman otpada 3,5%

Koritenje zemlje i sagorjevanje biomase 10,0%

Stambeni i komercijalni izvori 10,4%

Prerada fosilnih goriva 11,4%

Poljoprivreda 12,6%

Transport 14,0%

Industrija 16,8%

Termoelektrane 21,3%

godinja emisija staklenikih plinova po sektorima za 2000. godinu.

unitavanje uma

Nikada prije sjea uma nije bila tako intenzivna kao danas, pri emu najbre nestaju kine ume koje prekrivaju trop-ska podruja nae planete. Svake godine 17 miliona hekta-ra tropskih uma se posijee ili izgori u umskim poarima, to je povrina otprilike jednaka povrini etiri Bosne i Her-cegovine. Tamo gdje su ume posjeene, este kie ispiru zemlju, ime dolazi do opasnosti od stvaranja pustinje. Po-to biljke koriste ugljenik u svojim fiziolokim procesima, smanjenje broja drvea znai da e se sve manje ugljeni-ka moi ukloniti iz vazduha. Prekomjerna sjea uma spre-ava da drvee kao jedan od najveih prirodnih preistaa vazduha doprinese usporavanju klimatskih promjena. Sto-ga, iako se ugljen-dioksid ne emituje kroz sam proces sjee uma, ova ljudska aktivnost ima ogroman uticaj na porast koncentracije ovih gasova u atmosferi.

3. EFEKTI KLIMATSKIH PROMJENA

efekti na prirodu

Prije nekoliko decenija, klima u razliitim dijelovima svije-ta se poela mijenjati i postajati netipina, odnosno poela je da pokazuje znake neuobiajene za odreena godinja doba. Uragani, poplave, snjene oluje i sue poele su da se javljaju u podrujima gdje nisu bile uobiajene i gdje ih niko nije oekivao. Prosjene godinje temperature, naro-ito u polarnim podrujima poele su pokazivati znake po-stepenog ali konstantnog porasta. Gleeri u visokim planin-skim lancima kao to su Alpe u Evropi ili Kordiljeri u Americi, poeli su se tokom toplih godinjih doba topiti mnogo bre nego to je ranije bio sluaj, i u toku zime stvarati svoju le-denu masu mnogo sporije nego prije. Koliine leda i snije-ga na Grenlandu, na sjeveru Evrope i Kanade i u Sibiru ve pokazuju znakove nestajanja. Ptice selice poinju da mije-njaju pravce svojih selidbenih puteva, postepeno pomjera-jui poetke sezona selidbe, parenja i gnijeenja. Ostale ivotinje takoe pokazuju vremenska pomjeranja svojih aktivnosti, a biljke cvjetaju ranije nego prije. Nijedan od ovih dogaaja ne mora biti alarmantan sam po sebi, ali sagledani zajedno daju jasnu sliku promjena klime i posljedica tih promjena. Imamo sve razloge da vjerujemo da se klima na naem planetu mijenja.U globalnim razmjerama vrlo je vjerovatno da e okeanske struje, barem lagano, promijeniti svoje pravce, jer se moe desiti da e se temperatura tih struja promijeniti zbog ve-likog dotoka svjee hladne vode koja se stvara otapanjem leda i snijega. Vrlo je vjerovatno da e i nivo mora u nared-nim decenijama znaajno porasti. Sva ova deavanja e imati snaan uticaj na ivi svijet u morima i okeanima i na priobalne ekosisteme.

33


Zbog promjene temperaturnog reima, mnoga kopnena i vodena stanita ve nestaju. Biljke i ivotinje naviknute na odreene uslove ivota, esto se ne mogu adaptirati na novo okruenje u tako kratkom vremenu, to dovodi do ve-likog gubitka biodiverziteta.

efekti na ljude

VODA Iako stanovnici nekih krajeva na naoj planeti jo uvijek raspolau sa dovoljnom koliinom vode, generalno gleda-jui svijet je ve suoen sa krizom zbog nedostatka vode. Priblino 25% svjetske populacije nema dovoljne koliine vode, dok ih 40% nema ni osnovne sanitarne uslove. 1997. godine organizacija UN-a je uspostavila 22 mart kao Svjet-ski dan voda, u cilju podizanja javne svijesti o vjerovatno najveem zdravstvenom problemu u svijetu. Zbog ne-mogunosti pristupa istoj vodi najugroenija su podru-ja Centralne Afrike i Bliskog Istoka, dok je u veini zema-lja Afrike, Indokine, Malajske regije i zapadnog dijela June Amerike alarmantno visok procenat bolesti prouzrokovan koritenjem vode loeg kvaliteta.

HRANAGlobalni porast temperature moe dovesti do pomjera-nja klimatskih pojaseva zbog irenja toplijih podruja pre-ma sjeveru, to moe imati brojne posljedice. U podruji-ma koja obiluju plodnom zemljom i blagom klimom moe doi do pojave estih sua i poplava, to e ugroziti poljo-privrednu proizvodnju. Povoljnija klimatska zona sa tem-peraturnim reimom pogodnim za proizvodnju hrane e se preseliti u sjevernije regije gdje je zemljite nepogodno za veinu usjeva. U oblastima vjenog snijega i leda, smrznu-to tlo e prilikom otapanja poeti oslobaati velike koliine metana. Pomjeranje klimatskih pojaseva stvara vrlo povolj-ne uslove za irenje mnogih parazitskih vrsta na koje ta-monji poljoprivredni usjevi i druge biljke nisu prilagoeni.Promjene globalnih klimatskih obrazaca dovode do pada proizvodnje hrane. Temperaturni reimi, sue i poplave imaju jak uticaj na veliinu prinosa, i sa padom prinosa cije-ne hrane e poeti da rapidno rastu.

BOLESTI I MIGRACIJESa nedostatkom vode i hrane, ljudska bia postaju podlo-nija bolestima. Sa porastom temperature, tropske bolesti se preko insekata mogu iriti na podruja gdje ih ranije nije bilo. Kod ostalih prenosilaca bolesti kao to su mievi, takoe se poveava brojnost u podrujima gdje temperatura postaje pogodnija za glodare. Na taj nain bakterije i virusi stiu u nova podruja, gdje ljudi nisu navikli na te bolesti. Malarija, kolera i lajmska bolest tako dopiru do veih nadmorskih visina i veih geografskih irina. Promjene u klimi su ve dovele do velikih evakuaci-ja i migracija ljudi i unitenja usjeva zbog destruktivnih

Napominjemo da toplije vrijeme zbog rasta tempera-tura nije jedina posljedica klimatskih promjena, iako govorimo o globalnom zagrijavanju. Zbog ovih glo-balnih poremeaja klime, u istim podrujima moe doi i do neuobiajenog pada temperature i drugih neuobiajenih vremenskih uslova kao to su snjene oluje, tornada, prekomjerne padavine ili sue, sve kao posljedica promjena klimatskih zakonitosti.

vremenskih uslova, te se oekuje da e se obim ovakvih ljudskih pomjeranja u bijegu od poplava, sua i gladi, u bu-dunosti poveavati.

PODIZANJE NIVOA MORAU periodu od prije 3000 godina do kraja devetnaestog vi-jeka, nivo mora je bio vie ili manje stalan. U toku cijelog dvadesetog vijeka prosjena godinja stopa podizanja ni-voa mora je bila 1-2mm, dok je od devedesetih godina dva-desetog vijeka do danas dostigla vrijednost od preko 3mm. Porast nivoa mora povezan je sa globalnim zagrijavanjem i najvjerovatnije je posljedica topljenja snijega i leda u sje-vernim podrujima i visokim planinskim lancima. Porast nivoa mora predstavlja ogromnu opasnost za obalna po-druja kontinenata.

34


Da li ste znali...

...da se 96% leda i snijega u svijetu nalazi na Antarktiku i Grenlandu?...da e se zbog porasta broja stanovnika na planeti, u sljedeih 50 godina morati proizvesti vie hrane nego to je bilo proizvedeno u proteklih 10,000 godina?...da je preko 30 vrsta bolesti preneseno u dijelove svi-jeta u kojima prenosioci tih bolesti ranije nisu mogli opstati zbog nepovoljnih klimatskih uslova?...da e do 2050. godine jedna milijarda ljudi postati izbjeglice, zbog promjena klimatskih uslova?...da bi se u sljedeih 100 godina nivo mora mogao po-dii za oko 90 cm?

uPoZoreNja o gLoBaLNoM ZagrijavaNju

Promjene ve vidimo. Gleeri se tope, biljke i ivotinje su primorane da napuste svoja prirodna stanita, i broj snanih oluja i velikih sua se poveava.

Danas moemo vidjeti da... > je broj uragana etvrte i pete kategorije u posljed-njih 30 godina udvostruen;

> se malarija proirila na vee nadmorske visine, kao na primjer na 2170 metara u Kolumbijskim Andima;

> je odvajanje leda sa gleera na Grenlandu vie nego udvostrueno u proteklih 10 godina;

> najmanje 279 vrsta biljaka i ivotinja ve reaguje na globalno zagrijavanje, kreui se blie prema zemlji-nim polovima

Ukoliko se globalno zagrijavanje nastavi sadanjim tempom, moemo oekivati katastrofalne posljedice:

> umiranje od globalnog zagrijavanja e se udvostru-iti za samo 25 godina, na 300,000 ljudi godinje;

> globalni nivo mora bi se mogao podii vie od est metara, uz gubitak leda na Grenlandu i Antarktiku, unitavajui priobalna podruja irom svijeta;

> talasi estokih vruina e biti ei i intenzivniji; > ee e se javljati sue i poari u netaknutoj prirodi; > Arktiki okean bi do 2050. godine mogao ostati bez leda;

> vie od milion biljnih i ivotinjskih vrsta irom svijeta bi moglo izumrijeti do 2050. godine.

4. MEUNARODNI SPORAZUMI

Promjene klime su postale naroito oigledne u posljed-njih 15-20 godina, iako je emisija staklenikih gasova u procesu sagorijevanja fosilnih goriva zapoela prije vie od 100 godina.Svjetska meteoroloka organizacija i Program UN-a za i-votnu sredinu formirali su 1988. godine Meudravni pa-nel za klimatske promjene (IPCCIntergovermental Panel for Climate Changes). Zadatak ovog tijela je da procijeni ri-zike koje donose klimatske promjene prouzrokovane dje-lovanjem ovjeka i da objavljuju izvjetaje vane za reali-zaciju Okvirne konvencije UN-a o klimatskim promjenama (UNFCCC United Nations Framework Convention on Cli-mate Changes).UNFCCC je meunarodni sporazum koji je uspostavljen na svjetskom samitu odranom 1992. godine u Rio de anei-ru u Brazilu. Ovaj skup, zvanino nazvan Konferencija UN-a o ivotnoj sredini i razvoju (UNCED The United Nations Conference on Environment and Development), i koji je imao za cilj borbu protiv globalnog zagrijavanja je uspio da ostvari donoenje nekoliko protokola, od kojih je naj-poznatiji protokol iz Kjota, potpisan u decembru 1997. go-dine. Cilj ovog protokola je stabilizacija koncentracija sta-klenikih gasova u atmosferi na takvom nivou koji nee dovesti do opasnog uticaja ljudskih aktivnosti na klimatski sistem.Od 2007. godine do danas, protokol iz Kyota je ratifikovalo 175 drava. Od tog broja, od 36 razvijenih zemalja se zahti-jeva da smanje svoju emisiju staklenikih gasova, dok su zemlje u razvoju obavezne da prate svoje emisije i izvjeta-vaju o njima.Na konferenciji UN-a o klimatskim promjenama, odranoj u Indoneziji na ostrvu Bali u decembru 2007. godine, prisu-stvovali su predstavnici 189 drava. Cilj ove konferencije je

35


bio nai daljnje naine borbe protiv klimatskih promjena i postii saglasnost o potpisivanju novog sporazuma koji bi naslijedio protokol iz Kyota ije vaenje istie krajem 2012. godine. Drave uesnice su se dogovorile da do kraja 2012. godine definiu kljuna podruja djelovanja koja bi novi sporazum pokrivao, kao i vremenski rok za ratifikaciju no-vog protokola.

Sjedinjene Amerike Drave (SAD) su zemlja sa najveom stopom emisije staklenikih gasova u svijetu. Drugo mjesto pripada Kini, tree Evropskoj Uniji i etvrto Rusiji. Od zema-lja Evropske Unije, najveu emisiju staklenikih gasova ima Njemaka. SAD nisu pristale da ratifikuju protokol iz Kjota, dok ga je Kina potpisala ali se nije obavezala na smanjenje emisija, poto spada u zemlje u razvoju iji napredak u ve-likoj mjeri zavisi od espanzije industrije. Njemaka je rati-fikovala protokol u maju 2002, a Rusija u novembru 2004. godine.

Poevi od januara 2007. godine, nekoliko drava SAD-a je zapoelo vlastitu inicijativu, sljedei prijelomnu odluku dr-ave Kalifornije iz 2006. godine da smanji emisije stakleni-kih gasova, i time poele vriti pritisak na federalne vlasti vezano za nivoe emisije. Ove drave koje uestvuju u toj za-jednikoj inicijativi se nalaze na sjeveroistoku SAD-a i imaju ukupno 46 miliona stanovnika. Od 4. decembra 2007. godi-ne, 750 gradova u svih 50 drava SAD-a je pokrenulo inici-jativu za ispunjavanje zahtjeva protokola iz Kjota.I mnoge druge zemlje, preko svojih vlada ali i preko inici-jativa civilnog drutva su poele da preduzimaju mjere za usporavanje tempa klimatskih promjena. Kroz obrazovne programe u kolama kao i putem medija, ljudi danas mogu mnogo nauiti o situaciji u svijetu, vie nego to su to mo-gli ikada ranije. Informacije koje dobivamo u koli, putem radio i TV programa, kao i preko interneta mogu nam dati mnogo novih znanja o ovoj problematici. Ono to je vrlo vano da zapamtite jeste da se, ukoliko djelujemo zajed-no, moemo boriti protiv klimatskih promjena i da je sva-ka, pa ak i najmanja aktivnost koju obavljamo na ekoloki prihvatljiv nain, korak naprijed ka ouvanju nae planete.

Za diskusiju

Zato mislite da je trebalo tako mnogo vremena da se pojave efekti emisije staklenikih gasova?Koja je glavna svrha protokola iz Kjota?Zato je bitno postii sljedei sporazum koji e naslije-diti onaj iz Kjota?Koji bi mogao biti glavni razlog to SAD, Kina, Rusija i Evropska Unija imaju najvee vrijednosti emisije sta-klenikih gasova u svijetu?

razmisli i odgovori

Zimski dani u sjevernoj Evropi ponekad mogu biti sunani i blagi, ali ono to nam kae klima jeste da e oni biti uglavnom hladni i oblani, sa velikom mogu-nou snjenih padavina (iako neki dani mogu i odstu-pati od ovoga).

Znai, vrijeme u istom godinjem dobu moe da va-rira i moe da se mijenja u vrlo kratkom vremenskom roku, ak u nekoliko minuta ili sati. Istovremeno, klima je mnogo stabilniji parametar koji oslikava prosjeno vrijeme za dui vremenski period.

Zadatak 8

Opii kakvo je danas vrijeme u vaem gradu? Da li se razlikuje od onog uobiajenog za ovo doba godine? Na primjer, vrijeme moe biti sunano, vjetrovito ili ki-ovito, i moe se brzo mijenjati.

Zadatak 9

Opii kakva je klima tamo gdje ivi? Da li su trenutni vremenski uslovi uobiajeni ili su netipini za klimu u vaem regionu?

Kontaktirajte vau lokalnu meteoroloku stanicu i za-molite da vam pokau podatke o vremenu zabiljeene u posljednjih 10 godina. Da li primjeujete ikakve pro-mjene vremenskih slika nekad i sad?

1) Napravite tabelu sa prosjenim godinjim brojem sunanih i kiovitih dana, u toku posljednje decenije. Uporedite podatke koje dobijete. Obratite panju na eventualne promjene u koliini padavina.

2) Napravite tabelu sa prosjenim mjesenim tempe-raturama za posljednjih 10 godina, i zabiljeite even-tualne promjene u prosjenim temperaturama u toku ovog vremenskog perioda.

36


Primjer:

Klima u sjevernoj Evropi je hladnija nego u podruju Medi-terana, gdje je mnogo suvlje i toplije, dok je klima u trop-skim predjelima vrua i moe biti vrlo vlana. Ne zaboravi-te da u svim ovim podrujima moe biti kiovito, sunano ili vjetrovito. Meutim, sva ova podruja nee imati snje-ne padavine tokom zime ili vrlo visoke ljetnje temperatu-re, jer to zavisi i od prosjenih godinjih temperatura u tim podrujima.

Sve ove pojave ukazuju na istu injenicu ljudi su ovaj put pretjerali. Globalne promjene u godinjim ciklusima pri-rode i situacija u pogledu temperatura ukazuje na istu i-njenicu neto se mora uraditi prije nego to naa planeta doe do take sa koje nema povratka. Sve je vei broj doka-za i razloga da vjerujemo da do klimatsih promjena zaista dolazi uglavnom zbog ljudskih aktivnosti, ili jo preciznije - zbog isputanja staklenikih gasova

37


TEDNJAENERGIJE

4 ETVRTO POGLAVLJE

38


razmisli i odgovori

Koje energetske usluge najee koristite?

ETVRTO POGLAVLJE TEDNJA ENERGIJE

Veina energije koju koristimo dolazi iz izvora koji doprino-se degradaciji ivotne sredine. Ove ekoloke posljedice daju nam dobar razlog da potraimo mogunosti smanjenja po-tronje energije. Efikasnije koritenje energije e imati pozi-tivno dejstvo na ivotnu sredinu, a istovremeno e dovesti i do drugih pozitivnih rezultata. Mjere potrebne za pobolj-anje energetske efikasnosti e nam takoe donijeti veu udobnost i poveati kvalitet korisnog rada koji uz pomo te energije obavljamo. I naravno, koritenje manjih kolii-na energije i resursa je i dobar nain za smanjenje trokova.

energetske usluge

Energija koja se nalazi u obliku elektrine struje, nafte ili gasa nam nije korisna kao takva. Ustvari, struja i gas nisu samo nevidljivi nego ak i opasni. S druge strane, rad i uslu-ge koje moemo dobiti uz pomo ovih izvora energije su kljuni elementi naeg svakodnevnog ivota. Ovi nevidljivi i opasni izvori energije mogu se transformisati u svjetlost, toplotu, kretanje i druge vrste korisnog rada. Ovaj koristan rad koji dobivamo iz tih izvora energije jednim imenom na-zivamo energetskim uslugama.Postoje etiri osnovna oblika ener

Documents

BiH Energija i Zivotna Sredina Udzbenik Bosanski