2. mart 2010.

Kada je pre skoro dva milenijuma u Aleksandriji, helenski naučnik Heron izmislio parnu mašinu Eolipilu (pila –lopta, Eol- bog vetra) sigurno nije mislio da je ta naprava preteča parne mašine koje će doneti industrijsku revoluciju čovečanstvu. Korišćenje snage pare je čak i sada u 21.veku glavni način dobijanja električne energije. Skoro 80% električne energije na svetu se dobija na ovaj način.

Piše: Nikola Veselinović

U elektranama se voda zagreva iznad tačke ključanja, da bi se pretvorila u paru. Ta para pokreće divovske turbine u kojima se proizvodi električna energija. Na taj način rade i nuklearne i termo elektrane samo je način zagrevanja pare različit.

U nuklearnim elektranama se koriste nuklearni procesi cepanja jezgara odredjenih hemijskih elemenata, dok se u termoelektranama sagorevaju fosilna goriva, nastala pre nekoliko desetina miliona godina fosilizacijom tadašnjih biljaka. I ne samo to, ovaj metod dobijanja struje iz pare će se koristiti i u još naprednijim elektranama na solarnu, geotermalnu i fuzionu energiju.

Para se koristi jer je, do sada, najefikasnije izvući termalnu energiju iz pare i pretvoriti je u električnu. Dobijanje elektične energije na drugi način (npr. u solarnim panelima) je nekoliko puta neefikasnije.

Ipak, sve ove elektrane imaju svoje dobre strane i na žalost loše i još smo daleko od i jeftinog i čistog načina dobijanja energije.

Termoelektrane se najviše koriste na svetu. Grade se svuda po svetu prilično brzo (naročito u Kini) i proizvode oko 80% električne energije. Njihova prednost je jeftino gorivo za zagrevanje pare. To su ugalj, nafta i gas. Oni su relativno ravnomerno rasporedjeni na našoj planeti i relativno su lako dostupni. Treba samo naći rudnik uglja i kopati, a isto tako se i gas i nafta vade relativno jednostavno iz utrobe zemlje.

Transport uglja se obavlja kamionima, vozom ili se termoelektrane prave blizu ležišta uglja. Nafta i gas se transportuju još lakše, cevovodima koji se prostiru na sve strane. Samo gorivo je bezbedno, nije otrovno i mnogo opasno, a oslobađa mnogo energije kad gori. Uz to, same elektrane mogu biti bilo gde i mogu biti različitih veličina. Postoje male elektrane u malim naseljima, ali postoje i ogromne instalacije, što je jedna od glavnih prednosti u odnosu na sva ostala goriva.

Svi obnovljivi izvori i nuklearne centrale se moraju graditi na specijalnim, dobro izabranim mestima (jak vetar za vetrogeneratore, dobra osunčanost, bezbednost...). Ali problem sa termoelektranama su otpad i produkti sagorevanja. Šta raditi sa tolikim ugljen-dioksidom i pepelom koji preostane. Tone i tone ugljen-dioksida i ostalih nezgodnih gasova se iz dimnjaka šalje u atmosferu i tako se dodaje u atmosferu ugljen-dioksid koji je zarobljen ležao milionima godina.

A svi ti gasovi utiču na atmosferu i izazivaju njeno zagrevanje tako što sprečavaju njeno hladjenje, kao da je u pitanju staklena bašta. A tone i tone pepela treba negde baciti i što veliki problem kod svake termoelektrane koja koristi ugalj.

Sa druge strane nuklearne elektrane su relativno nov način dobijanja toplote. Ugalj se koristi stotinama godina dok se energija jezgara koristi kao izvor toplote u poslednjih pedesetak godina. Kada se izgrade, nuklearne elektrane koriste malo goriva, treba da se pune gorivom jednom, na godinu, godinu i po, i to samo nekoliko tona tj. nekoliko kamiona goriva naspram stotina tona uglja svaki dan.

Stoga je otpada, koji proizvode nuklearne elektrane malo, ali je na žalost on veoma radioaktivan i veoma opasan po živi svet. Jedan od načina je da se zakopa duboko u napuštene rudnike ili da se na neki način, koji je skup, preradi. Uz to se, kao nusproizvod rada nuklearnih elektrana, dobija plutonijum kojim se može koristiti za proizvodnju atomskih bombi (otud onolika frka oko građenja nuklearki u Iranu).

Nuklearke se koriste i na drugi način, u njima se sagoreva nuklearni materijal iz atomskih bombi koje se rastavljaju, tako da je to divan primer pretvaranja mačeva u plugove. Sada su nuklearne centrale veoma sigurne, ali je problem ukoliko dodje do akcidenta. To može biti veoma opasno i da oslobodi mnogo radioaktivnog materijala koji ugrožava sav živi svet. Najveći akcident, i to katastrofalan, se desio 1986-te u Černobilu u Ukrajini (tadašnji SSSR). Radijacija na planeti je i danas veća nego što je bila pre te nesreće izazvane ljudskom greškom.

Sa druge strane, noviji dizajni centrala su daleko sigurniji i mnogo je teže da dodje do takve katastrofe opet. Uz to, nuklearne centrale ne proizvode ugljen dioksid i tako su ekološki bolje nego termoelektrane. A i termoelektrane same proizvode radioaktivni materijal koji je posledica radioaktivnih supstanci u pepelu koji ostane posle sagorevanja. Ipak veoma malo nuklearnih elektrana se grade na svetu (nijedna u zapadnim demokratijama).

To je posledica straha od novih nesreća, jakog anti-nuklearnog pokreta i lobija kao i velike cene izgradnje same centrale. Uranijum i torijum koji se koriste kao gorivo su skuplji od uglja i nisu tako lako dostupni kao ugalj i nafta. Uz to nuklearne centrale moraju biti velike, a samim tim su i veoma skupe. To sprečava i najbogatije zemlje da ih grade.

Černobil

Iako izgradnja nove nuklearke košta oko milijardu dolara, kada se izgradi cena elekrične energije koja se u njoj proizvede je oko 11centi/kWh dok je cene električne energije dobijene iz uglja oko 4.5 centi/kWh. Sada se radi na razvoju novih nuklearnih elektrana koje će biti male,jeftinije i koje će koristiti radioaktivni otpad kao svoje gorivo i velike nade se polažu u takve reaktore iako su istraživanja skupa i isplativost sumnjiva. Takve elektrane će biti još više ekološki pogodne u svetu globalnog zagrevanja.

Ironijom sudbine, Černobil je sada potpuno izolovan od ljudi i postaje zelana oaza za biljni i životinjski svet siguran od ljudi iako je radijacija i njeni negativni efekti još uvek veliki. Život pobeđuje čak i tu katastrofu.

Drugi načini korišćenja pare se još istražuju. Jedan od načina je da se uz pomoć ogledala koncentriše sunčeva svetlost na malu površinu bojlera sa vodom. Toplota sunčevih zraka bi dovela do ključanja vode i posle bi se ta para koristila za dobijanje struje. Tako bi pustinjski predeli postali glavni proizvođači struje za svet. Postoje projekti za centrale u severnoj Africi i dalekovode koji bi hranili Evropu gladnu električne energije i tako smanjili uticaj Rusije i njenog gasa. Ova tehnologija obećava, ali još ima da se pređe put do njene primene.

Geotermalna energija

Postoje još fantastičniji načini. U Australiji se koristi tehnika bušenja tla kao kod potrage za naftom, s tim što se kopa do vrućih stena u zemljinoj kori. Zatim se voda upumpava u te šupljine na 5km dubine Zemlje gde je temperatura od više stotina stepeni, a drugim cevima se vadi para nastala zagrevanjem te vode. Ta para opet pokreće turbine koje proizvode struju.

Ovo je tehnologija koja veoma obećava i koja bi bila primenljiva svuda. Čak je i Google uložio 10 miliona dolara u istraživanja ovog načina dobijanja energije. Mada i tu ima problema. Taj metod su probali da sprovedu u jednom švajcarskom gradu, ali je eksperiment morao biti brzo prekinut, jer je tečnost na velikoj dubini izazvala klizanje stena i lokalne zemljotrese.

No kada se ovo prevaziđe ovo će biti jedan od našina korišćenja pare. Haron iz Aleksandrije bi bez sumnje bio zadovoljan.