ekonomija ekologija - savez energetičara

List Saveza energeti~ara
Broj 5 / Godina XIV / Decembar 2012.
UDC 620.9
ISSN br. 0354-8651
„
ekonomija „ ekologija
OSVRT NA MEĐUNARODNO SAVETOVANJE
„ENERGETIKA 2012“
SA ZAKLJUČCIMA SAVETOVANJA
U Srbiji je veoma malo skupova nauke, struke i privredne, kao što je to dvadeset-osmogodišnji serijal
međunarodnih savetovanja ENERGETIKA 1980, …, ENERGETIKA 2011, od kojih je svako svojim stručnim
i naučnim rezultatima uvek ostavljalo značajan i pozitivan uticaj na dalji razvoj nauke i energetskog sektora.
Takvo je bilo i ovo 28. međunarodno savetovanje - ENERGETIKA 2012 koje je održano na Zlatiboru od 27. do
31. marta 2012. godine. Na njemu je uzelo učešće skoro 900 privrednika i istraživača, a u odnosu na prethodna,
ovo Savetovanje se razlikovalo i šansom da dvadesetak najboljih radova, koje nakon posebnog validacionog
recenziranja, odabere žiri Programsko-organizacionog odbora, bude objavljeno u poznatim međunarodnim
časopisima sa SCI liste.
Međunarodnim savetovanjem ENERGETIKA 2012 dominirala je tema „Izazovi i perspektive srpske
energetike“, koju su u okviru radnog dela svečanog otvaranja veoma sadržajno i podsticajno obradili: prof. dr.
Milun Babić, predsednik Programsko-organizacionog odbora Savetovanja, prof. dr Nikola Rajaković, predsednik
Saveza energetičara, prof. dr Petar Škundrić, savetnik predsednika vlade RS, Dušan Mrakić, državni sekretar
u Ministarstvu infrastrukture i energetike, Ljubo Maćić, predsednik Saveta agencije za energetiku Srbije, dr
Aca Marković, predsednik UO JP EPS, Petar Knežević, direktor PD TENT, Slobodan Babić, predsednik IO
Konzorcijuma za konsalting i inženjering u energetici i druge važne ličnosti - predstavnici državnih tela, nauke i
energetskih kompanija Srbije, Nemačke, Velike Britanije, Kine, Japana, Češke, Rumunije i drugih zemalja.
U toku Savetovanja realizovana su i tri veoma uspela okrugla stola na kojima se razmatrani:
- razvojni izazovi Srbije u sklopu razvoja evropskog energetskog sektora (panelisti: prof. dr Miloš Banjac,
prof. dr Milun Babić, prof. dr Nenad Đajić, dr Miodrag Mesarović i mr Bojan Kovačić);
- procesi koji su vezani za neophodne transformacije u PD ED JP EPS usled otvaranja tržišta električne
energije u Republici Srbiji i novog Zakona u energetici (panelista: Tomislav Papić) i
- koncepti razvoja energetskog sektora Republike Srbije do 2020. godine (panelisti: prof. dr Nikola Rajaković
i dr Aca Marković).
- U naučnom i stručnom delu savetovanja dominirale su sledeće teme:
- strateško planiranje razvoja energetike i energetska politika;
- analiza energetskih sistema (savremene analitičke metode i alati za modeliranje energetskih sistema,
energetske ankete, sistemske analize, rezultati);
- povezanost politike zaštite životne sredine, energetske efikasnosti i optimalnog energetskog razvoja;
- prenos toplote i mase i modeliranja procesa u energetici (CFD i drugi programski paketi u službi povećanja
efikasnosti energetske opreme i postrojenja);
- savremena naučna istraživanja, tehničko-tehnološka rešenja i inovacije u energetskom sektoru;
- studentski akademski projekti i
- promotivno-marketinške prezentacije i izložbe o energo-dostignućima u energoprivredi, industriji,
komunalnim sistemima, saobraćaju, zgradarstvu, obnovljivim i novim izvorima energije.
U toku Savetovanja uručena su Zlatna priznanja Saveza energetičara:
- JP EPS i Kompaniji Dunav-osiguranje - za ostvarene doprinose u 2011. godini u implementaciji državnog
programa Republike Srbije u oblasti obnovljivih izvora,
- NIS a.d. - za najbolji finansijski rezultat u energoprivredi Republike Srbije u 2011. godini i
- PD TENT – za ostvarene rekordne proizvodne rezultate i visoki stepen pouzdanosti pogona u 2011. godini.
Na Savetovanju je konstatovano i zaključeno:
1. Da su energetske kompanije Srbije pokazale visoku stručnost i organizovanost u savlađivanju problema koje
je energetskom sektoru nametnula minula zima, koju su u toku februara karakterisale neuobičajeno velike
snežne padavine, hladnoča u kontinuitetu, zavejane saobraćajnice i tone snega i leda na elektroprenosnoj i
elektrodistributivnoj mreži, ugljenokopima, električnim, naftnim i gasnim objektima i postrojenjima, ali i
loša višemesečna hidrologija sa zaleđenim akumulacionim jezerima hidroelektrana, te da je revitalizacija i
modernizacija proizvodnih elektroenergetskih i rudarskih kapaciteta izgrađenih u periodu do 1992. godine,
bila tehnički dobro izvedena, jer su remontovana postrojenja pouzdano funkcionisala .
2. Da su energetska nauka, struka, menadžmenti srpskih energetskih firmi i proizvođači i graditelji energetske
opreme i postrojenja zaslužili pohvale, jer su dokazali da umeju da dobro planiraju, da kvalitetno projektuju
i reprojektuju, da grade, održavaju, unapređuju znanje, i da poštujući radnu disciplinu smisleno i bez
suvišnog marketinga ispunjavaju svoje stručne i privredne zadatke i potrebe građana i privrede.
3. Da je ova zima pokazala urgentnost započinjanja izgradnje velikih proizvodnih elektroenergetskih kapaciteta
jer će u protivnom koincidencija oštre zime i loše hidrologije, koja se može desiti u skoroj budućnosti,
koštati zemlju stotine i stotine miliona evra za nabavku nedostajaće električne energije.
4. Da treba pažljivo nastaviti sa zakonom definisanim procesom transformacije energetskog sektora,
liberalizacijom domaćeg tržišta energije i povezivanjem ovog sektora sa regionalnim i EU tržištem po
preciznoj i jasno utvrđenoj dinamici, u okviru koje će se uspostaviti ekonomske cene energenata, a posebno
električne energije (jer cena ovog vida energije znatno zaostaje za realnim tržišnim cenama).
5. Vlada Republike Srbije mora što pre da uspostavi efikasan mehanizam kojim će se štititi siromašni kupci
energije, čime će se stvoriti uslovi da se cene energije dovedu na nivo koji obezbeđuje održivi razvoj
sistema i sigurno snabdevanje.
6. Da brzo treba doneti pripremljeni Zakon o racionalnoj upotrebi energije, čije je usvajanje zaustavljeno
zbog negativnog mišljenja Ministarstva finansija i uspostaviti fond za podsticanje energetske efikasnosti
i primenu obnovljivih izvora energije, kao i da treba u najkraćem mogućem roku doneti sva neophodna
podzakonska akta kojima se regulišu pravila i procedure, da bi postojeći Zakon o energetici u punom
kapacitetu bio primenjen.
7. Da treba pristupiti izradi «Strategije razvoja energetike Srbije u periodu do 2030. godine sa vizijom do
2050. godine», jer se radi o infrastrukturnoj oblasti koja zahteva takve planske rokove, u okviru koje bi
se sagledao energetski koncept koji, pored neobnovljivih i obnovljivih energetskih izvora, treba da prati
i svetske trendove primene nuklearne energije, i da definiše strategiju Srbije za uspostavljanje zajedničke
međudržavne regionalne saradnje pri gradnji velikih energetskih objekata.
8. Da treba jačati ulogu i funkcije Agencije za energetiku i Agencije za energetsku efikasnost, kako bi se
nadležna ministarstva posvetila vođenju energetske politike, stvaranju stabilnih uslova za investiranje i
rad energetskih preduzeća i obezbeđenju sigurnosti snabdevanja. Pri tom treba posvetiti posebnu pažnju
regionalnom konceptu razvoja Agencije za energetsku efikasnost koji treba da bude oslonjen na pet
postojećih regionalnih centara koji su uz podršku i asistenciju resornih ministarstava i međunarodnih
donacija osnovani i funkcionišu na pet tehničkih fakulteta u RS (Novi Sad, Beograd, Kragujevac, Kraljevo,
Niš).
9. Da energetska privreda Srbije ima realne izglede da doživi intenzivan razvoj u narednom periodu. Predviđena
izgradnja termoenergetskih (Kolubara B, TENT B3, TE-TO Novi Sad, TEKO B3, ...) i hidroenergetskih
objekata (Ibar, Srednja Drina, Morava, Lim,...), kogenerativnih gasnih elektrana, magistralnog gasovoda
„Južni tok“ i skladišta gasa u Banatskom Dvoru i Itebeju, revitalizacija rafinerija, izgradnja parkova
vetroelektrana i drugih postrojenja obnovljivih izvora, zahteva veće učešće domaće elektromašinogradnje,
što treba da omogući Vlada Republike Srbije promenom uslova javnih tendera. U vezi sa tim je naglašeno
da planirana izgradnja površinskih kopova uglja, termoenergetskih i hidroenergetskih objekata, prenosne
elektromreže, produktovoda, magistralnog gasovoda ‘’Južni tok’’ i novih razvodnih gasovoda, zahteva
striktno poštovanje Prostornog plana Republike Srbije u cilju zaštite predviđenih lokacija i koridora.
10. Da poseban značaj za dalji uspešan razvoj energetske privrede Srbije ima realizacija sporazuma sa
Gaspromom u vezi izgradnje gasovoda ‘’Južni tok’’ koji će omogućiti Srbiji velike prednosti i koristi
od prirodnog gasa u narednom periodu. Posebno je naglašena potreba brže gasifikacije široke potrošnje,
jer su u tom vidu potrošnje najveći energetski i ekološki efekti uz smanjenje neracionalnog korišćenja
električne energije za niskotemperaturske procese. Takođe se preporučuje veća primena prirodnog gasa u
kogeneracionim postrojenjima, kao i motornim vozilima u gradskom i međugradskom saobraćaju.
11. Istaknuto je da se za razliku od gasne privrede i elektroprivrede, naftna industrija nije odgovarajuće
predstavila na Savetovanju, pa učesnici nisu dobili potpune informacije o aktuelnim projektima u naftnoj
industriji, kao ni o planiranim strateškim projektima. Zato nisu mogli da dobiju odgovore na sledeća,
važna pitanja:
- kako će se realizovati obaveza iz Direktive 20-20-20 koja i Srbiju obavezuje da do 2020. u potrošnji
transportnih goriva obavezno učešće goriva iz obnovljivih izvora bude minimalno 10%,
- koje “Bottom of the Barrel” tehnologije će se implementirati u segment rafinerijske prerade,
- koji je plan koji će omogućiti da NIS od postojeće naftne kompanije postane energetska kompanija (što su
mnoge od evropskih naftnih kompanija već odavno postale), itd.
Učesnici Savetovanja su istakli da građani Srbije, kao manjinski akcionari NIS, imaju prava da dobiju odgovor
na ova pitanja.
12. U oblasti primene biomase, a posebno biodizela, biogasa i bioetanola, postoje potrebe za smislenim naporom
nadležnih ministarstava kako bi se otklonile postojeće birokratske barijere koje stoje pred potencijalnim
investitorima u ovom energetskom podsektoru. Slično kao i slučaju korišćenja malih vodotokova, ovde se
moraju postaviti jasni i realni ciljevi (utvrđivanje rezervi radi valorizacije biopotencijala, organizovanje
podsektora na optimalan način, sistematizacija najboljih tehnoloških rešenja,...). Posebno je istaknuto da
bi za masovniju proizvodnju ekoloških goriva bila neophodna i odgovarajuća marketinška, organizaciona,
tehničko-tehnološka i finansijska podrška od strane NIS-a i Srbijagasa. Zaključeno je, takođe, da je i
proizvodnja biogasa (iz stajnjaka, iz deponija drvnog otpada, iz komunalnog otpada itd.) značajna, i iz
ekoloških, i iz energetskih razloga, te da se i ovom bioenergentu u narednom periodu mora pokloniti
dužna pažnja.
13. Učesnici Savetovanja su se založili da Savez energetičara ubrzo osmisli i koncipira kvalitetan okvir za
naučno-stručnu raspravu o problematici optimalnog korišćenja raspoloživog energetskog biopotencijala
Republike Srbije sa posebnim akcentom na biogas privrede. U tom cilju, nužna je neodložna izrada
Strategije razvoja biogas privrede, realizacija sveobuhvatnog investicionog programa prerade otpadnih
biogenih voda, čvrstog komunalnog biogenog otpada, poljoprivrednog i šumskog biogenog otpada...
proizvodnje biogasa i ekološkog đubriva, elektro i toplotne energije, organske hrane.
U okviru razmatranja razvoja komunalne i industrijske energetike, učesnici Savetovanja su zaključili:
a) Da je od posebne važnosti da se ubrza proces tehničkih i organizacionih priprema za naplatu toplotne energije
na osnovu stvarnog utroška, a da se pri gradnji novih ili rekonstrukciji postojećih, komunalnih i industrijskih
energana obavezno primenjuju principi: rejonske gradnje, korišćenja lokalnih goriva i obnovljivih izvora
energije, i koncept kogenerativne, a u određenim slučajevima i trigenerativne, proizvodnje toplote.
Ističući da je održavanje ove godišnje Konferencije energetičara – „Energetika 2012“ u potpunosti opravdala
svoju svrhu, što je pokazao i broj učesnika, i kvalitet prezentiranih referata, i diskusija, učesnici Savetovanja su
se posebno založili za:
a) Organizovanu i kvalitetnu pripremu kadrova kroz redovan školski i univerzitetski program obuke, ali su
insistirali i na kreiranju novog koncepta obuke specijalista za pojedina stručna zanimanja u okviru Saveza
energetičara.
Da energetske kompanije, industrija i lokalne uprave gradova i opština započnu sa izradom svojih planova
i programa razvoja energetike, energetskih kadrova, i sa organizovanim i dugoročnim prikupljanjem i obradom
podataka koji su od važnosti za energetski sektor.
„ekonomija „ekologija
energija
Energija/Ekonomija/Ekologija
Broj 5, decembar 2012.
Osniva~ i izdava~
Savez energeti~ara
Predsednik SE
Prof. dr Nikola Rajakovi}
Sekretar SE
Nada Negovanovi}
Glavni i odgovorni urednik
Prof. dr Nenad \aji}
Adresa Redakcije
Savez energeti~ara
11000 Beograd
Knez Mihailova 33
tel. 011/2183-315
faks 011/2639-368
E-mail:savezenergeticara@EUnet.rs
www.savezenergeticara.org.rs
Kompjuterski prelom EKOMARK
Dragoslav Je{i}
[tampa
„Akademska izdanja“,
Beograd
Godi{nja pretplata
- 8.000,00 dinara
- za inostranstvo 16.000,00
dinara
Teku}i ra~un SE
broj 355-1006850-61
Radovi su recenzirani uz
tehni~ku obradu.
Nijedan deo ove publikacije
ne mo`e biti reprodukovan,
presnimavan ili preno{en bez
prethodne saglasnosti Izdava~a.
IZDAVA^KI SAVET
Prof. dr Zorana Mihajlovi},
ministar za energetiku,
informisanje i za{titu `ivotne
sredine
dr @arko Obradovi}, ministar
prosvete, nauke i tehnolo{kog
razvoja
dr Milan Ba~evi}, ministar
prirodnih resursa, rudarstva i
prostornog planiranja
Mla|an Dinki}, ministar
finansija i privrede
Goran Kne`evi}, ministar
poljoprivrede, {umarstva i
vodoprivrede
Prof.dr Vladan Zdravkovi},
dr`avni sekretar
Du{an Mraki}, dr`avni sekretar
Dejan Popovi}, dr`avni
sekretar
Sr|an Beli}, dr`avni sekretar
Tomislav [ubaranovi}, dr`avni
sekretar
Prof.dr Mirko Komatina,
Ministarstvo prosvete, nauke
i tehnolo{kog razvoja
dr Kiril Krav~enko, gen.dir.
NIS ad
Aleksandar Obradovi},
v.d. gen.dir. JP EPS
Milo{ Bugarin, predsednik PKS
dr Aca Markovi}, predsednik
UO JP EPS
Dmitri Mali{ev, predsednik UO
NIS
Ljubo Ma}i}, dir. Agencije za
energetiku Srbije
Aleksej Belov, dir. Bloka
„Energetika“ NIS
Du{an Bajatovi}, dir.
JP Srbijagas
Nikola Petrovi}, gen.dir.
JP EMS
^edomir Pono}ko, dir.
TENT, d.o.o.
Dragan Jovanovi}, dir.
TE-KO Kostolac, d.o.o.
Bratislav ^eperkovi},
predsednik UO JP Transnafta
Milo{ Tomi}, dir. JP Transnafta
Vladan Milo{evi}, v.d. dir.
JP PEU
Goran Stojilkovi}, zam.gen.dir.
za petrohemijske poslove NIS
Ri{at Islamov, dir. Bloka
„Istra`ivanje i proizvodnja“ NIS
Viktor Slavin, dir. Bloka
„Prerada“ NIS
Goran Kne`evi}, dir. HE
\erdap, d.o.o.
Zoran Rajovi}, dir. EDB, d.o.o.
Milorad Gr~i}, dir.
RB Kolubara d.o.o.
Sr|an Kne`evi}, dir.
Elektrovojvodina, d.o.o.
Sr|an \urovi}, dir.
Elektrosrbija, d.o.o.
dr Miroslav Malobabi}, dir.
JP Srbijagas
Aleksandar Vlaj~i}, v.d. dir.
Obnovljivi izvori EPS
Sr|an \urovi}, dir.
„Elektrosrbija“ d.o.o
Igor Novakovi}, v.d. dir.
„Jugoistok“ d.o.o
dr Gvozden Ili}, dir.
„Centar“, d.o.o.
Aleksandar Pribi}, dir.
JKP Novosadska toplana
Zoran Ivan~evi}, dir.
Panonske TE-TO
dr Svetislav Bulatovi}, dir.
EFT Group
dr Nenad Popovi},
ABS Holding
dr Dragan Kova~evi}, dir.
Elektrotehni~ki institut
„Nikola Tesla“
Prof.dr Sanja Vrane{, dir.
Instituta „Mihajlo Pupin“
dr Bojan Radak, v.d. dir.
Instituta za nuklearne nauke
„Vin~a“
Prof.dr Branko Kova~evi},
dekan ETF Beograd
Prof.dr Milorad Milovan~evi},
dekan Ma{inski fakultet
u Beogradu
Prof.dr Rade Dobroslova~ki,
dekan Fakulteta tehni~kih
nauka u NS
Prof.dr Ivan Obradovi}, dekan
Rudarsko-geolo{kog fakulteta
u Beogradu
Prof.dr Miroslav Babi}, dekan
Fakultet in`enjerskih nauka
u Kragujevcu
Prof.dr Jeroslav @ivani}, dekan Tehni~ki fakultet u ^a~ku
Prof.dr Milun Babi}, Fakultet
in`enjerskih nauka u
Kragujevcu
Slobodan Babi}, Rudnap
Group
Dr Vladimir @ivanovi}, SE
REDAKCIONI ODBOR
Prof.dr Ozren Oci}
Slobodan Petrovi}, sekretar
Odbora za energetiku PKS
Radi{a Kosti}, dir.
Elektroistok-izgradnja
dr Tomislav Simovi}, dir.
Montinvest ad
Milorad Markovi}, predsednik
HK Minel
Milan Lon~arevi}, NIS
Mijodrag ^itakovi}, dir.
Drinsko-Limske HE
Prof.dr Petar \uki}, TMF
Dragan Nedeljkovi}, novinar
Savo Mitrovi}, dir.
Sever Subotica
Dr Branislava Lepoti}, dir.
JP Transnafta
Milan Mirosavljevi}, dir.za
odose s javno{}u EPS
Mile Danilovi}, dir.
Termoelektro Enel
Roman Muli}, SE
Sekula Krstaji}, novinar
Bo`ica Sandi}, JP EPS
Simo Bobi}, PK Beograda
Nikola Petrovi}, dir. Energetika
Kragujevac
Rade Borojevi}, PK Beograda
Ru`ica Vranjkovi}, novinar
„ekonomija „ekologija
energija
Sadr`aj
[007] M. Sre}kovi}, Z. Fidanovski, M. Hrib{ek, A. Milosavljevi}, S. Jevti},
B. Fidanovski, N. Ivanovi}, A. Jani}ijevi}, I. Ne{i}, V. Negovanovi}
Savremene primene kvantnih generatora i metrololo{kih tehnika
u energetici i tehnologiji
[022] S. Poli} Radovanovi}, S. Risti}, M. Kozi}, B. Radojkovi}
Valorizacija uticaja termoenergetskih kompleksa na monumentalne
objekte kulturne ba{rine
[030] D. Jeli}, M. Babi}, D. Kon~alovi}, D. Gordi}
Energetska politika, odr`ivi razvoj i kogeneracija
[035] D. Markovi}, S. Furtula, B. Jovkovi
Komparativna analiza razvoja i implementacije kogeneracionih
sistema u EU i Republici Srbiji
[046] V. Vuka{inovi}, D. Gordi}, M. Despotovi}, M. Babi}
Stanje i potencijal biomase kao obnovljivog izvora energije
u zemljama Zapadnog Balkan
[056] I. To{ovi}
Upotreba vetrenja~a u Srbiji – potencijali, mogu}nosti i nedostaci
[061] T. Milanov
Contribution to the Formation of 400 kV, 220 kV and 110 kV
Transmission Grids in the Electric Power System of Serbia and
Ultra High Voltage Grids in Southeastern Europe
[071] V. Vukosavljevi}
Fizi~ki princip rada gravitacionog motora
[079] M. Mili{kovi}, N. Vasi}
Primena sistema geosondi i toplotnih pumpi za klimatizaciju (KGH)
u Energotehnika – Južna Ba~ka d.o.o. Novi Sad
[082] A. Krajnc, A.Veli~kovi}
Kondicioniranje transformatorskog uglja
[085] S. Maksimovi}, I. Miljanovi}
Primena me|usektorskih modela u upravljanju integrisanim
privrednim dru{tvom Kolubare i TENT-a
[094] M. Gruji}, M. Milankovi}, @. Jovanovi}
Utvr|eni prioriteti re{avanja problema za{tite `ivotne sredine
na objektima Elektromre`e Srbije
[099] R. Muli}
O biogorivima u Srbiji
XXIX meÿunarodno savetovanje
u organizaciji
SAVEZA ENERGETIÿARA
pod pokroviteljstvom
Ministarstva energetike, razvoja i zaštite životne sredine,
Ministarstva prirodnih resursa, rudarstva i prostornog planiranja,
Ministarstva prosvete, nauke i tehnološkog razvoja, Ministarstva ¿nansija i privrede,
Ministarstva poljoprivrede, šumarstva i vodoprivrede, PKS, JP EPS,
NIS Gazprom neft, JP EMS, JP Srbijagas
Zlatibor, 26.03. – 29.03.2013.
ENERGETIKA 2013
Meÿunarodno savetovanje ENERGETIKA 2013 obeležiüe forumska rasprava o
sledeüim temama:
* znaþaj i uticaj gradnje gasovoda „Južni tok“, na dalji razvoj energetskog, privrednog i društvenog sektora u Republici Srbiji,
osvrt
na glavne ciljeve Strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2030.
*
godine, sa projekcijama razvoja do 2050. godine,
* struþno usavršavanje i obuka energetskih kadrova, energetska e¿kasnost, kogeneracija i obnovljivi izvori energije u funkciji uspostavljanja održivog i stabilnog
razvoja Republike Srbije,
inteligentne
energetske mreže i održivi razvoj energetskog sektora u kontekstu
*
superpozicije energetskih, upravljaþkih i komunikacionih mreža,
* otvorena istraživaþka pitanja u planiranju i eksploataciji savremenih distributivnih
sistema. Raspodela snaga u distributivnim sistemima sa proraþunima sigurnosti,
estimacije stanja, minimizacije gubitaka. Optimalno planiranje razvoja distributivnih sistema. Optimalna eksploatacija sa automatizacijom, rekon¿guracijom i
obnavljanjem pogona u distributivnim sistemima. Upravljanje potrošnjom i koncept minimizacije troškova pogona, i
* glavni zadaci srpskog energetskog sektora Republike Srbije u svetlu aktuelnih
EU-integracija.
U raspravi üe uzeti uþešüe pozivni predavaþi iz zemlje i inostranstva, predstavnici državnih
tela, energetskih kompanija i nauþno-istraživaþkog sektora.
U nauþnom i struþnom delu Savetovanja dominiraüe sledeüe teme:
¾ strateško planiranje razvoja energetike i energetska politika;
¾ modaliteti ¿nansiranja razvoja energetike,
¾ analiza energetskih sistema (savremene analitiþke metode i alati za modeliranje
energetskih sistema, energetske ankete, sistemske analize, rezultati);
¾ povezanost zaštite životne sredine, energetske e¿kasnosti i optimalnog energetskog razvoja;
¾ prenos toplote i mase i modeliranja procesa u energetici (CFD i drugi programski
paketi u službi poveüanja e¿kasnosti energetske opreme i postrojenja);
¾ savremena nauþna istraživanja, tehniþko-tehnološka rešenja i inovacije u energetskom sektoru;
¾ promotivno-marketinške prezentacije i izložbe o energo-dostignuüima u energoprivredi, industriji, komunalnim sistemima, saobraüaju, zgradarstvu, obnovljivim
i novim izvorima energije i
¾ studentski akademski projekti.
„
energija
„
ekonomija
Ostale informacije o savetovanju ENERGETIKA
„
ekologija
2013 možete dobiti od organizatora
SAVEZ ENERGETIýARA
Predsednik Saveza energetiĀara: Prof.dr Nikola Rajakoviþ
Sekretar Saveza energetiĀara: Nada Negovanoviþ
Adresa:11000 Beograd, Knez Mihailova 33
Telefon: 381 11 2183 315 Faks: 381 11 2639 368
E-mail:savezenergeticara@Eunet.rs
www.savezenergeticara.org.rs
M.Srećković1, Z. Fidanovski2, M. Hribšek1, A. Milosavljević3, S. Jevtić1, B.Fidanovski4, N. Ivanović5,
A. Janićijević6 , I. Nešić3, V. Negovanović7
1
Elektrotehnički fakultet, Beograd, 2Računarski fakultet, Beograd, 3Mašinski fakultet, Beograd,
4
Vojnotehnički institut, Beograd, 5Institut za nuklearne nauke Vinča, Beograd, 6Tehnološko-metalurški
fakultet, Beograd, 7Megatrend Univerzitet, Beograd.
UDC:621.313.3.004
Savremene primene kvantnih generatora i
metrololoških tehnika u energetici i tehnologiji
CONTEMPORARY METROLOGICAL TECHNIQUES WITH QUANTUM
GENERATORS IN POWER ENGINEERING AND ECOLOGY
APSTRAKT
radu se razmatraju savremeno stanje režima
kvantnih generatora, koji u interakciji sa materijalom transformišu fotone iz vidljivog spektra u X i
gamma područje. Razmatraju se tehnike merenja radioaktivnih procesa sa raznim česticama i zračenjima
među kojima su PSD. Daje se uvid u daljinske kontrole
okoline. Na osnovu eksperimentalnih merenja, traži se
oblik profila rasejanog laserskog snopa, koji može da
da podatke o dinamici centara rasejanja, što se može
koristiti i za lidarske zadatke.
U
ABSTRACT
he contemporary state of quantum generator regimes which, in interaction with materials, transform visible photons into X and gamma ranges are
considered in this paper. Measurement techniques of
radioactive processes with various particles, and radiations, some of which are PSD. Methods of remote
controlling environments by lasers are also shown.
Based on real measurements, the profile of the scattered laser beam is evaluated, which provides data
about dynamics and characteristics of scattering centers, which can also be used for lidar tasks.
T
UVOD
Problemi energetike su oduvek neraskidivo vezani za probleme ekologije. Da bi se ta situacija shvatila
u celini, neophodno je koristiti mnoge forme metrologije daljinskog i kontaktnog tipa. Kada se radi sa kratkim
impulsima, simulacija se mora zasnivati na posebnim principima, koji obuhvataju rezonantne i nelinearne efekte. U ovom radu su opisane one savremene primene kvantnih generatora u energetici, ekologiji i metrologiji, u
kojima se oni koriste kao energetski izvor koherentnog zračenja, sa mogućnošću transformacije frekvencija. Na
osnovu toga, primenom različitih složenih teorija i matematičkih aparata, objašnjeni su kvalitativni i kvantitativni rezultati koji se, na osnovu parametara okoline, mogu dobiti ovim tehnikama. Tehnike rasejanja svetlosti,
posebno koherentne, imaju svoju primenu i daleko od površine planete (jonosfera, itd), a ovladavanje tehnologijama za prikupljanje solarne energije, ili za optičko pumpanje lasera (gledanim sa energetskog stanovišta),
zahtevaju nova rešenja u izradi koncentratora i geometrijske optike, traženje novih materijala i kvalitativno
novi opis mikroskopskih parametara okoline (molekularni sastav čestica u atmosferi, kosmičke prašine,...). Za
određivanje nekih od veličina moraju se koristiti i laboratorijske optičke metode, recimo za traženje raspodele
dužine lanaca i umreženosti kod polimera, ili centara kod površinski aktivnih materijala i dr.[1-32].
U poređenju sa nuklearnom tehnikom, posmatranom sa akcentom na detekciju i opis nuklearnih zračenja
i čestica, savremene šeme obrade optičkih signala, koje su istorijski počele koristeći optičke filtere ispred fotokatode, u današnjim modernim verzijama obrade signala iz scintilacionih brojača omogućavaju istovremeno
merenje nekoliko tipova zračenja.
LIDAR (kolidar, lardar , radar, dial ) tehnike imaju iza sebe specifične primene u mnogim važnim
oblastima, ali je za njihovo potpuno razumevanje i poboljšanje neophodan detaljan laboratorijski rad. Lidarom
7
su dobijeni prvi rezultati koji su svedočili o postojanju ozonskih rupa na jednom polu (severnom), a na
drugom ne [9].
Poboljšanje osobina detektora pomoću
ozračavanja laserskim snopovima, (ne računajući tu
ozračavanje fibera i senzora pri njihovom pravljenju),
su otvorile nove mogućnosti za primenu lasera i u
postupku izrade elemenata u okviru mernih šema PSD
(Pulse shape discriination ) [10-18,25,26,30,31], jer
se poboljšanjem efikasnosti scintilatora, ili primenom
lasera za sečenje scintilatora i nuklearnog materijala,
dobija mnogo na razdvajanju ljudi od opasnih materijala. Značajne su i primene lasera u rudnicima, u
tehnikama, koje koriste visoki napon i u primenama
elektro-optičkih, magnetnih i magnetooptičkih
metoda [6]. Posebna
uloga pripada mnogim
varijacijama linearnih
i nelinearnih spektroskopija, koje prate
integralno i dinamičko
rasejanja pod malim i
velikim uglovima, rasejanje unazad i angularne raspodele. Ima i
mnogo drugih dodirnih
tačaka i preklapanja interesa za primenu lasera
u ekologiji, nuklearnoj
tehnici, fizici i kvantnoj elektronikici [7, 8],
za očuvanje atmosfere
i akvasfere, daljinsku
kontrolu zagađenja u
Slika 1. Efikasni preseci za proizvodnju neutrona i WIMP (weakly interacting
industrijskim i gramassive particles) masa (GeV).
dskim područjima, za
Slika 2. Scintilacije i vremena gašenja: Za neutrone E=2,45 MeV, te=(ηq-ηn)d=42,5d (ns). Za X-zrake,
E=14,06 MeV, te=(ηq-ηn)d= 42,5d (ns): ηq i ηn su redom inverzna brzina kvanata i neutrona 3,34ns/m
i 46,19 (19,28) ns/m.
8
b)
a)
Slika 3. Cena neutrona proizvedenih u nekim modernim postrojenjima
predikciju klime, merenje položaja i sastava oblaka,
aerosola, ili indukovanja padavina po želji. Kod primena lasera za čišćenje svemirskog otpada se već
radi o mnogo kompleksnijim rešenjima i većim energijama-intenzitetima snopova lasera. Proučavane su
i mogućnosti za lasersko čišćenje radioaktivnih predmeta, a posebnu kategoriju primena čine primene kod
fibera i drugih tehnika, koje su bazirane na laserskim
snopovima [19-24]. Savremene metode dobijanja
neutrona zahtevaju velike opsege visokih energija i
snažnih flukseva raznih elektromagnetnih zračenja i
nuklearnih čestica, od čega zavisi i cena proizvedenih
neutrona. Neki primeri zavisnosti efikasnog preseka
za proizvodnju neutrona, od energije pobudnih čestica,
na savremenim neutronskim izvorima, prikazani su na
slikama 1-5.
GENERACIJA ELEKTROMAGNETNOG
ZRAČENJA
Generacija elektromagnetnog (EM) zračenja
se dešava u raznim procesima, pa i ubrzanjem (ili
usporavanjem) naelektrisanih čestica. Pri interakciji laser-plasma dobijaju se relativističke čestice, vrlo
jaka polja i zračenja visokih energija. Iako se radi o
istoj fizičkoj pojavi, zavisno od karaktera interakcije i spektralnih osobina dobijenog zračenja, njegova
kategorizacija je slična kao ona kod sinhrotronskog
zračenja (THz zračenje, prelazno zračenje, Thomsonovo rasejanje). Interes za izvore gušćeg spektra mekih
X zraka potiče od mogućnosti za njihove višestruke
primene u raznim disciplinama, kao što su sigurnost,
briga o zdravlju, očuvanje čovekove okoline, i slično.
Zračenje betatrona
X-zraci, koji su svojevremeno izazvali revoluciju u nauci i tehnologiji, danas se dobijaju na drugim principima, pomoću različitih uređaja, a ne samo
Slika 4. Betatronski procesi generišu jake snopove fotona u X-oblasti EM spektra, sa spektralnim
sjajnostima, koje su funkcija enegije fotona:1
- III generacija sinhrotrona, 2 – postrojenj
HECULES, 3 - II generacija sinhrotrona, 4 izvori sa PW laserom.
9
na klasičnim betatronima. Koherentni snopovi velike
sjajnosti mogu da pokreću (ali i razore) proteine, patogene i druge organske i neorganske nanostrukture i da
prate njihovu dinamiku. Uprkos povećanim zahtevima, broj sinhrotronskih postrojenja je ograničen, zbog
velikih dimenzija i cene konvencionalnih akceleratora
i “wigglera”. Međutim, kada se snop 100 TW lasera
na odgovarajući način fokusira u gas, čak i u unverzitetskim laboratorijama na aparaturama na skali mm
mogu da se dobiju X-zraci kvaliteta sličnog onome
koji proizvodi 3. generacija sinhrotrona, na metarskim
(i većim) dimenzijama. Na sličan način mogu da se
generišu i kvalitetni snopovi elektrona.
Laserom indukovani plazmeni talasi se koriste
za ubrzanje elektrona i oblikovanje njihove putanje.U
nelinearnom režimu interakcije, iz izvora dimenzija
reda μm dobijaju se visokokvalitetni, prostorno koherentni fotoni, energija 10-100 keV, divergencije
snopa reda mrad, trajanja fs i visoke sjajnosti (vršna
sjajnost pika ide ido 1022 fotona /s/mrad2/mm2/0,1
%). Pored toga, laser-plazma-wiggleri su relativno
jednostavni, zbog čega je interesovanje za njihovo
dalje unapređivanje ogromno. Istraživači na polju ultrabrzih procesa - Center for Ultrafast Optical Science (CUOS), dobijenu plazmu simultano koriste kao
akcelerator čestica i wiggler, za dobijanje visokokvalitetnih snopova X-zraka, sa pomenutim karakteristikama. Ova problematika je praćena stalnim razvojem
metoda za numeričko modelovanje trajektorija elektrona (OSIRIS) i karakteristika betatronskog zračenja.
Simulacije X-profila, spektra, sjajnosti, oscilacija amplitude i K-parametara su u dobroj saglasnosti sa
eksperimentom. Dobijeno X-zračenje je i prostorno
veoma koherentno, što omogućava mnogobrojne primene, (fazni kontrasti i bez-sočivno oslikavanje), koje
su ranije bile moguće samo na velikim svetlosnim
izvorima. Očigledno, koncept laser-plazma interakcije je veoma važan za konstrukciju novih, kompaktnih
i ekonomičnih izvora X-zračenja, sa dovoljno obilnim
prinosom i kvalitetnim karakteristikama zračenja, pogodnim za vrhunske primene u nauci i tehnologiji.
X-zraci dobijeni jednom metodom interakcije
lasera sa materijalom
Konvencionalna cev za dobijanje X-zraka,
već više od 100 godina radi na principu izbacivanja
elektrona iz katode u anodni materijal. Kada se snop brzih elektrona fokusira u materijal, dobijaju se vrlo jaki
izvori X-zraka, sa primenama za oslikavanje faznim
kontrastom, difrakcionu analizu strukture kristala i
proučavanje X-zraka sa vremenskom rezolucijom. Za
laboratorijsko generisanje X-zraka, bilo u vakuumu,
10
Slika 5. a ,b Izvori X-zraka u struji He, efikasnost i
spektri.
Slika 6. Analiza X-zracima, u vakuumu i struji He.
bilo u komori sa malim protokom He gasa, umesto
katodne cevi može se koristiti relativistički laser fokusiran u različite metale, poluprovodnike i dielektrike.
Na slici 5a, b, su prikazani spektri i efikasnost niza
laserskih izvora X-zraka. Ovi izvori imaju male lateralne dimenzije, kratko trajanje impulsa (od 100 fs,
do nekoliko ps) i koherentnost slike visokog kvaliteta.
Budući da imaju vrlo kratke talasne dužine, ovi X-zraci mogu da se koriste i za analize vrlo uređenih atomskih struktura. Primer difrakcione analize Si-kristala i
superlegure , i defekata i naprslina u njima, pomoću
X-zraka dobijenih iz fs laserske interakcije sa Cu i Mo
metama, prikazani su na slici 6.
Generacija tvrdih X-zraka iz čvrstih tela kao
posledica relativističkih intenziteta (lambda-cubed LC) režima.
Prinos laserski proizvedenog X-zračenja zavisi od parametara laserskog impulsa, a u LC režimu,
i od talasne dužine. Nelinearno Thomsonovo rasejanje
(rasejanje elektronskog snopa od intenzivnog elektromagnetnog zračenja unazad) je drugi mogući nelinearni mehanizam za lasersku generaciju X-zračenja.
U tom slučaju elektron prvo relativistički osciluje u laserskom polju i emituje zračenje na frekvenciji lasera.
Kako intenzitet laserskog zračenja raste, Lorentzova
sila usled magnetnog polja postaje značajna, i kretanje
elektrona je komplikovanije. Pojavljuju se viši harmonici i pojačava nelinearno Thomsonovo rasejanje.
Relativističko kretanje elektrona u pravcu prostiranja
laserskog zračenja dovodi do Doppler-ovog pomaka
osnovne frekvencije, uz porast spektra snage u harmonicima sa pomacima naniže. Ako je elektron iniciran relativističkim momentom koji propagira nasuprot laserskog impulsa, tada se pojačava Dopplerov
pomak naviše. Za relativističke elektrone sa Lorenz
–faktorom i manjim intenzitetom laserskog zračenja,
pomak naviše na frekventnoj skali, ω1, je dat kao ω1/
ω0= 4γ2, gde je ω0 - osnovna frekvencija laserskog
zračenja. Ako se koriste laseri visokog intenzitete,
dolazi do slabog frekventnog pomaka naniže, pošto
lasersko zračenje ubrzava elektrone. Za opis Thomsonovog rasejanja pri relativističkim sudarima elektrona sa laserskim impulsom, pored ostalog, potrebno je znati i jačinu normalizovanog laserskog polja.
Spektar fotona visokih energija je širok, i teži onome
koji se dobija na sinhrotronima. Odnos između nelinearnog Thomsonovog rasejanja i inverznog Comptonovog rasejanja, pri kome se foton rasejava o elektron
i kvantno-mehanički formalizam, zaslužuje pažnju.
Pri nelinearnom Thompson-ovom rasejanju, elektroni
emituju zračenje usled oscilacija u laserskom polju
klasičnim procesom, a kvantni efekti postaju važni za
energije fotona, bliske energijama laserskog snopa.
GENERACIJA VIŠIH HARMONIKA
Kada se laserski impulsi visokih energija reflektuju o relativističke oscilacije plazme, električno
polje lasera se efikasno spreže sa površinom plazme.
Elektroni u plazmi su u fazi sa oscilacijama i formiraju relativističko ogledalo, koje osciluje na osnovnoj
frekvenciji, a u pravcu prostiranja impulsa pojavljuju
se, u širokom opsegu frekvencija, fazno sinhronizovani spektri harmonika EM zračenja, sa energijama
~keV. Generacija viših harmonika (HOHG) tj. povorke atto-sekundnih impulsa X-zraka visoke sjajnosti, je potvrda Einsteinovog predviđanja (ali bez
predviđanja efikasnosti i sjajnosti) frekventnog pomaka naviše svetlosti reflektovane o idealno ogledalo,
koje se kreće brzinom bliskoj svetlosti [28]. Pri interakciji PW-klase lasera (>200 J) sa čvrstim telom (CH
-film), ostvarena je generacija koherentnih harmonika
sa visoko-upravljenom emisijom (ugao konusa <4°,
je znatno manji od konusa upadnog laserskog snopa
(20°)), koji se prostiru do 3,3 Å, tj. 3,8 keV, a njihov
broj dostiže i n>3200, (slika 7) [29]. Ovo spada među
najekstremnije nelinearne optičke procese, ostvarene
u laboratorijskim uslovima do danas, a moguće ih je
dobiti samo sa velikim impulsima lasera sa velikim
kontrastom kao što je (HERCULES), koji je konfigurisan da radi sa dvojnim plazmenim ogledalom. Visoki kontrast je važan ako se HOHG odvija na meti
sa vrlo glatkom površinom. HOHG je relativno novo
polje istraživanja, koje obećava dobijanje visokih intenziteta EM zračenja, pogodnih za testiranje nelinearnih, kvantno- elektrodinamičkih osobina vakuuma.
U principu, zbog kraće λ i vremenske kompresije
impulsa, dobijeni harmonici bi mogli da imaju pikove
vrlo visokog intenziteta, višeg i od samog lasera, koji
se koristi za njihovu generaciju. Kritični Schwingerov
limit za dobijanje para elektron-pozitron u vakuumu
(potrebno polje~1016 Vcm-1) bi mogao da se dostigne
sa refokusiranim harmonicima sa I>1029 Wcm-2, koji
potiču iz upadnog laserskog impulsa sa I=1022Wcm-2.
HOHG ima i potencijalne primene za proučavanje
atomskih i molekularnih prelaza. Za vreme interakcija
intenzivnih laserskih snopova sa čvrstim telom, merena su i vrlo visoka magnetna polja. Merenja polarizacije viših redova (do 25-tog) VUV laserskih harmonika, generisanih za vreme interakcije, sugeriše da
se, u hipergustoj plazmi, formiraju magnetna polja
intenziteta 0,7 GGs. Tehnika je potencijalno važna
za proučavanje visoke magnetizacije egzotičnih
astrofizičkih objekata (neutronske zvezde).
Atto-sekundni impulsi
Pored izvora atto-sekundnih impulsa koji koriste interakciju snažnih lasera sa gasnim metama, a
bazirani su na fizici rasejanja unazad, relativističke
interakcije lasera ultra-visokih intenziteta (>1018 W/
cm2) sa čvrstim telom, omogućavaju dobijanje sjajnih, visoko-energetskih impulsa X-zraka, sub-attosekundnog (zepto-sekundnog) trajanja. Kada ultraintenzivni laserski impuls interaguje sa plazmom,
sve pojave se korelišu sa talasnom dužinom lasera.
Električno polje laserskog snopa se efikasno spreže
sa površinom plazme, kada ona dostigne kritičnu
gustinu, tako da elektroni u plazmi osciluju sinhrono
sa upadnim laserskim zračenjem, i formiraju ogledalo sa relativističkom dinamikom, slika 8. Prostorne
koordinate ovog ogledala su vremenska funkcija
optičkog ciklusa upadnog laserskog zračenja, pa je
faza reflektovane svetlosti modulisana i nije više čisto
sinusoidalna. Glavni pokretački mehanizmi pomenutog procesa su električno polje lasera na frekvenciji
f i ponderomotorna sila svetlosnog pritiska (2f), što
vodi do pojave i parnih i neparnih harmonika. Koherentne oscilacije plazmene površine formiraju dobro
definisanu refleksionu ravan, sinhronizovanu sa fazom
11
Slika 7. Generacija atto-sekundnih impulsa na harmonicima iz čvrste mete putem laserskog impulsa ultravisoke snage
Slika 8. Vrlo intenzivni laseri (>1018Wμm2cm-2) čine
da kritične površine osciluju kao pokretno
ogledalo. Reflektovana svetlost nema više sinusoidalan oblik
harmonika u X-oblasti dostiže skoro 10-2. Komplementarne mogućnosti korišćenja visokih intenzieta i
ultra-kratkih impulsa na Hercules i λ3 laserskim izvorima, pružaju izuzetne mogućnosti za dobijanje i
atto-sekundnih impulsa u X oblasti spektra.
Merenja ukazuju da je iz čvrste mete moguće
dobiti atto-secundne impulse sa konverzionim efikasnostima ~10-2 (hν > 20eV) i ~10-5 (hν > 1 keV).
Najveće efikasnosti za izvore sa gasnom metom su
~10-4 (hν > 20eV) i ~10-7 (hν > 100 eV). Realizacija
atto-sekundnih izvora sa ekstremno velikim intenzitetima zračenja mogla bi da bude revolucionarna za
dalji razvoj nauke i omogući proučavanje nelinearnih
QED.
čitavog spektra harmonika, što bi teoretski trebalo da
proizvede povorku atto-sekundnih/zepto-sekundnih
impulsa X-zraka sažetu u mali refleksioni konus, a
velika nelinearnost omogućuje efikasno sprezanje u
češalj harmonika. Efikasnost konverzije za emisiju
Oblast nuklearne fizike i tehnike i druge
oblasti koje proučavaju i koriste visoko-energetske
Slika 9. a Relativistički spektar viših harmonika ( i>
1000, sličan cw emisiji. Izmerena magnetnih polja u hipergustoj plazmi su 0,7 GGs.
Slika 9. b 1Gs=10-4T. U literaturi se i dalje koristi
Gs.
12
Merenja fiberima
čestice su posebno pogodne za primenu specifičnih
fiber uređaja za merenja raznih kanala reakcija, raspada i drugih procesa. U toj oblasti klasična je primena fiber senzora, koji se razvijaju već dugo vremena
[1-4]. Drugi pravac je korišćenje fiberskih veza, koje
minimiziraju uticaje okoline (hemijske, toksikološke,
elektromagnetske smetnje,...). Nešto novija je problematika čišćenja (neutralisanja, dekontaminacije)
nuklearnog otpada, čiji je laserski aspekt povezan sa
proučavanjem izbačene mase usled interakcije lasera
sa materijalom. Specijalna pažnja se posvećuje i nuklearnim pumpama koherentnih izvora, generatora
i pojačavača, za komercijalne uređaje u X-opsegu
zračenja.
Makroskopski opis optičkih karakteristika
materijala
U razmatranju opšteg slučaja provodne sredine, za opis se obično koriste tri parametra: dielektrična propustljivost ε, magnetna propustljivost μ i
provodnost σ. Klasičnim tretmanom se dobija talasna
jednačina za vektor električnog polja E, koja sadrži
sve tri konstante odziva materijala, μ, ε i σ. Talasna
jednačinasadrži i član
, koji je povezan
sa efektom slabljenja (apsorpcije) talasa u sredini. Za
slučaj monohromatskog talasa sa frekvencijom ω,
E=Eωexp (-iωt), talasna jednačina se može napisati u
Hertzovom obliku, u frekventnoj predstavi:
Kada se dielektrična propustljivost predstavi
u kompleksnom obliku ε=ε1+iε2, dobija se jednačina
oblika koji je formalno analogan obliku jednačine u
neprovodnoj sredini, pa se provodna sredina formalno tretira kao neprovodna. Sledstveno, i indeks prelamanja ima kompleksni oblik, n=n+in1. Parametar n1
(imaginarni deo indeksa prelamanja) naziva se i koeficijent ekstinkcije, i opisuje slabljenje EM talasa preko
kompleksnog talasnog vektora :
=k+iκ=nω/c+in1 ω/c.
Član oblika exp(-iκz) opisuje slabljenje EM talasa na putu z, i definiše linearni koeficijent apsorpcije
κ=n1ω/c, što pokazuje da kompleksna reprezentacija
opisuje slučajeve prostiranja EM talasa u apsorptivnoj
sredini sa koeficijentom apsorpcije κ, koji određuje
i optički koeficijent refleksije. Za normalni upadni
ugao EM talasa u sredinu sa indeksom prelamanja n%
= n+in1, koeficijent refleksije je definisan kao:
R=
.
U opštem slučaju R zavisi i od upadnog ugla
talasa, a u slučaju sredine kod koje nijedna od tri karakteristične funkcije odziva, dielektrična, magnetna i
provodna, nije zanemarljiva, treba analizirati i Fresnelove jednačine. (U prethodnom izvođenju je predpostavljeno da sredina nije magnetna). Kod metala, oba
člana indeksa prelamanja su mnogo veća od 1, dubina
prodiranja zračenja je mala i menja se kao 1/ω½, a refleksiona moć je velika i smanjuje se sa frekvencijom.
To znači da optička svojstva metala ne zavise samo od
brzine, već i od frekvencija ω. Pri porastu ω, procesi u
metalu počinju da liče na one u dielektriku.
Tehnike prepoznavanja impulsa po obliku
(PSD). Primene laserske tehnike u ekologiji
Tehnike prepoznavanja impulsa po obliku,
PSD, se već dugo vremena (više od pola veka) primenjuju u obradi signala različite prirode, posebno u
nuklearnoj tehnici, fizici i ekologiji. Laboratorijske
varijante i gotovi PSD uređaji imaju posebne karakteristike, koje zavise od toga da li su razvijeni za širi,
ili uži opseg primena. Razvoj elektronike, posebno
nuklearne, zahtevao je i potpuno nove pristupe tehnici obrade signala, a savremeni ekološki trendovi u
razvitku čovečanstva, postavili su i nove zadatke u oblasti metrologije, pa je i PSD metoda veoma aktuelna.
Merenja PSD tehnikama α i β čestica i X i γ zračenja
su rađeni i sa upotrebom phoswich CsI(Tl) scintilacionih detektora. Sendvič-tip scintilacionog detektora se sastoji od tankog sloja ZnS dopiranog srebrom,
ZnS(Ag), pločice NE102 plastika (plastičnog scintilatora) i monokristalnog detektora od CsI dopiranog
talijumom, CsI(Tl). Ova konstrukcija detektora, koja
može da razlikuju α i β čestice i γ zračenje na osnovu razlika u vremenu uspona odgovarajućih signala,
primenjena je za merenje α i β čestice iz Am i Sr(Y)
radioaktivnih izvora i 93,3% obogaćenog U-Al jedinjenja. Vreme uspona je mereno sa rezolucijom od 8,8
ns ±1,2 %, za FWHM impulsa od 16,3 ns (mereno
impulsnim generatorom za ZnS). Svaki scintilator (na
primer stilben, CsI i Ne213 tečni scintilator) ima svoje
karakteristično vreme gašenja, i emituje zračenje koje
zavisi od prirode eksitujuće čestice i brzine njenih
energetskih gubitaka dE/dx u detektoru. To se koristi
za razdvajanje čestica različite vrste, α i β (i elektrona
i pozitrona), kao i elektromagnetnih zračenja (X, γ).
CsI(Tl) je izvanredan scintilacioni materijal za detekciju γ-zraka zbog velikih atomskih brojeva elemenata od kojih je napravljen. Najkorisnija osobina mu je
što mu vreme gašenja zavisi od dE/dx upadne čestice,
pa se na taj način, pomoću CsI(Tl) scintilatora mogu
meriti različiti tipovi zračenja, na raznim energijama.
13
Postoje dva osnovna tipa scintilacionih phoswich detektora. Jedan se koristi za merenje osnovnih osobina signala: vremena uspona, disperzije, energetskog
spektra, itd..., a drugi, za ispitivanje otpada kontaminiranog sa α emiterima. Sa Ne213 tečnim scintilatorom je moguća i neutronska spektroskopija, ako
nema visokog fona γ zračenja. U tom slučaju detektor
može da razlikuje neutrone (tj. uzmaknute protone) od
γ- zraka i elektrona. U nuklearnim tehnikama PSD,
obično se koriste Si i Ge detektori, da bi se poboljšala
energetska rezolucija, i pomoću proporcionalnih brojača, razlikovale čestice kratkog i dugog dometa.
PSD eksperimentalni uređaji
PSD sistem ima zadatak da analizira raspodelu vremena uspona električnih impulsa i da ih na
osnovu toga, tehnikama koincidencije sortira prema
njihovom poreklu, koje može biti od α i β čestica, ili
X i γ zračenja. Kao što je prethodno pomenuto, najčešće se koriste dva tipa scintilatora, ZnS(Ag)/NE102A
i monokristal CsI(Tl). Zajedničko im je da koriste savremene fotomultiplikatore, i da im je prozor isti. Pojačanje stepena sa zajedničkim kolektorom je obično
0,95, vreme uspona signala je 20ns, a izlazna impedansa 930 Ω. Jedno vreme aktivno se radilo na zameni
Tl u CsI nekim lakim aktivatorom, obično Na, da bi se
dobilo bitno modifikovno vreme gašenja scintilacije.
Izotopska rezolucija
Za razlikovanje izotopa sa detektorima u čvrstom stanju potrebni su novi uređaji sa dobrom izotopskom rezolucijom. Iz jedne ivice impulsa signala
može se dobiti informacija o masi, naelektrisanju i
energiji čestice, pa PSD tehnika može da se primeni
i sa detektorima čvrstog stanja. Ispitivana je i mogućnost merenja i sa Si-detektorom sa ugrađenim poljem
i standardnom elektronikom. Merene su lake naelektrisane čestice i fragmenti srednjih masa iz reakcije
36
Ar+Au i 36Ar+Zn, na energiji od 40 MeV/nukleonu.
Podaci ΔE/E, u zavisnosti od E, sakupljeni pomoću
Si-teleskopa, spregnuti su sa strukturom energija-vreme, dobijenom pomoću PSD, pa su tražene korelacije
odgovarajućih komponenti. Tako je dobijeno razlaganje po rednom broju Z, sa evidencijom razdvajanja
po masi A između izotopa 7Be i 9Be.
Neutron-γ PSD je omogućila da se prevaziđu
granice detekcije tečnih scinitilatora. Korišćene metode vremenskih korelacija zahtevaju registrovanje mnogo miliona odbroja u sekundi, pa su se morali razviti
veoma brzi sistemi. Osetljivost vremenski zavisnih
koincidencija između dva i više detektora sa atribu-
14
tima podesnim za spektroskopiju fisibilnih materijala
je dokazana na osnovu identifikacije različitih signala.
(Odnose se na osobine dobijene iz Nuclear Materials
Identification System -NMIS). PSD koji potiče od ν i
γ je pogodna za (Pt sfere i cilindre). Signature detektovanih signala su podeljene u četiri grupe: neutron/
neutron, foton/foton, neutron/foton, foton/neutron i
urađene su odgovarajuće simulacije.
Elektronski metodi diskriminacije signala
Obično se koriste tri pristupa ovome problemu:
1) nalaženje granica u vremenima gašenja, 2)
određivanje naelektrisanja iz impulsa po raznim vremenskim intervalima, digitalan zahvat i 3) analiza oblika impulsa. Koji će se metod koristiti, zavisi od
karakteristika detektovanog zračenja, izbora detektora,
vrste tečnog scintilatora, itd. Metod koji koristi vreme
uspona signala zavisi od oblika i vremena gašenja
impulsa. Vremensko-amplitudni konvertor prebacuje
trajanje impulsa u amplitudu, što zavisi od malih razlika, koje postoje u zadnjoj ivici impulsa („repovima“
impulsa), koji potiču od neutrona i γ-zraka. Zato je je
dizajn brzog modula veoma važan.
Detekcija neutrona
Aktuelni pristup detekciji neutrona koristi
tečne scintilatore za detekciju i PSD tehniku za diskriminaciju impulsa. Motivacija za dalja poboljšanja
je razvoj digitalnih prenosnih instrumenata za rad na
terenu, pogodnih za neutronsku dozimetriju i bezbednosna merenja. U tu svrhu, neophodno je razviti
jednostavne digitalne algoritme, pogodne za instrumente na terenu, a efikasnost neutron/γ diskriminacije
mora biti dovoljna za ekstrakciju slabih flukseva brzih neutrona, iz jake pozadine γ-zraka. PSD tehnike
se koriste za analizu signala organskih scintilatora
već mnogo godina, naročito za tečne scintilatore, kao
što su NE213 ili BC501A. Razvijene su kao tehnike
analize dugoživećih komponenti scintilacija, nastalih
u procesima sa velikim dE/dx, protona uzmaklih pri
rasejanju neutrona, slika 10 a,b,c.
Određivanje vremena života scintilacionog
gašenja t, zavisi i od vremenskih konstanti spoljašnjeg
RC kola. Odnosi vremenskih konstanti elektronskog
kola i vremena gašenja i uspona signala, različite
mogućnosti integracije signala, izbor optimalnih konfiguracija za detekciju raznih nuklearnih raspada, otvaraju mogućnosti za raznovrsne primene. (Razvijeni
su digitalni PSD algoritmi, factor of merit (FOM) i
neutronska detekcija).
Slika 10. Integracija strujnih impulsa. Gašenje i vreme života t zavise od vremenskih konstanti RC kola.
Slika 11. Fizički gabariti uređaja i ćelija.
Brzi digitalizatori signala otvorili su
mogućnosti primene novih tehnika za detekciju n i γ
pomoću brzih organskih scintilatora. Digitalizacija je
uspešna ako je vreme uzorkovanja 1ns, a rezolucija 8
bit-a. Specifikacija jednog kanala tipičnog digitalizatora talasnog oblika izgleda ovako: 8-bitna rezolucija,
1 GS/s, 500 MHz, 2 M tačaka memorije, brzina transfera podataka 80 MB/s, transfer do PC (12 bitkartica,
do 400 MS/s) Custom LabView software za analizu
u realnom vremenu, i crtanje histograma. Brzi talasni oblici se digitalizuju, a za uzorkovanja se koristi
interval od 1ns (1 GS/s). Koristi se 4-kanalni kompakt PCI Cougar sistem (Acqiris - www.acqiris.com).
Na slici 11 su prikazani neki delovi uređaja. Detektorske ćelije, se prave sa BC501A i BC523A tečnim
scintilatorima, zapremina 100 i 700 ml. Kada se pune
ćelije, scintilator se pomoću N2 čisti od kiseonika.
Dve-detektorske ćelije su pravljene sa Bi4Ge3O12, koje
su utopljene u BC523A. BC523A se kalibriše koincidentnim γ-zracima energije 478 keV iz odgovarajuće
reakcije.
Slika 12. Položaj Tb:K-vrha (pika) za dva različita pojačanja signala tečnog scintilatora.
15
Tečni scintilator može da radi sa 2 pojačanja,
sa nezavisnim energetskim kalibracijama. Za kalibraciju visokog pojačanja koristi se fotopik X/γ zračenja
< 60keV, od Ba: ili Tb:K X-zraka (slika 12, a, b), ili
241
Am. Manje pojačanje se kalibriše pomoću Comptonovog vrha visokoenergetskih γ-zraka iz 57Co,137Cs,
60
Co.
Ako se ne koristi PSD, pri visokom pojačanju,
pik na položaju, koji odgovara 10B može da se pojavi i
zbog simultane detekcije 7Li i α čestica (koincidentno
sumiranje). (Gubitak podataka za PSD je zbog zahvata slabe komponente teškim jonima - α česticama).
Dobar n/γ PSD omogućava izračunavanje vremena
uspona impulsa posebnim algoritmom. Primena digitalnih tehnika za detekciju brzih neutrona je pogodna
i za proučavanje brzih neutronskih procesa. Međutim,
digitalizatori se smatraju skupim uređajima, i još nisu
dostupni u Laptop formatu. Neutronska spektroskopija koja kao detektor koristi B, je ograničena nelinearnim izlazom. Intenzivno se radi na daljem razvoju
scintilatora za potrebe dobre PSD tehnike sa reakcijama zahvata neutrona. .
PRIMENA RAYLEIGH-EVOG RASEJANJA ZA
KARAKTERIZACIJU MATERIJALA
Primena Rayleigh-evog rasejanja za ispitivanje materijala, ima bogatu istoriju i razvila se u mnogo
pravaca, omogućava opis centara rasejanja u širokom
dijapazonu veličina. Ovo klasično statičko rasejanje,
i dalje može da se koristi za ispitivanje mnogih materijala, zavisno od zahtevane preciznosti, a za polimere, rastvore polimera, i razblažene sredine sa makromolekulima, ono je sigurno i danas jedna od tehnika
izbora za dobijanje molekularne mase, poluprečnika
žiratacije, anizotropije, itd. Posebno u domenu koji
se bavi korelacijama i interakcijama među molekulima, ili centrima rasejanja u rastvoru i utvrđivanju
polidisperznosti sistema, postoji mnogo mogućnosti
za primenu, od svakodnevnih praktičnih problema,
do sofisticiranih zahteva da se precizno definiše deformacija molekula, uticaj spoljnjih polja i perturbacija. Tehnika je važna i za primene povezane sa drugim, sofisticiranim tehnikama dinamičkog rasejanja
elastičnog i neelastičnog tipa, i njihovim primenama
u širokom domenu, sa centralnom Rayleigh-evom,
dve Brillouin-ove i Raman-ovim linijama. Tu se misli
i na spontana rasejanja, koja kao izvor pobude moraju da imaju kvantni generator, kao i na odgovarajuća
stimulisana rasejanja u odnosu na svoje spontane parnjake. Ovim tehnikama, bez obzira da li je materijal u
čvrstoj, tečnoj ili gasovitoj fazi, pomoću posebno razvijenih formalizam, a za analizu signala, uspešno su
rešeni mnogi problemi u oblasti energetike, od čistoće
energenata, do sondiranja radne okoline i one oko industrijskih objekata, praćenje stanja izduvnih gasova,
izlaza iz fabričkih dimnjaka, itd.
Ovde je veoma važan razvoj sistema za daljinsko praćenje stanja vodenih površina, recimo njihovog zaprljanja naftom (slika 13), benzinom i hemikalijama. Uključenje ovog metoda u odgovarajuće merne
Slika 13. Signali fluorescentnih spektara mrlja sirove nafte u La Rosi a), sa korekcijom b) dobijeni laserskim
fluorimetrom iz aviona. a) Neobrađen histogram, b) Korelacija sa isključenjem Ramanovih linija sa
a). Ovakvi podaci se već duže vremena dobijaju različitim lidarskim tehnikama
16
Slika 14. Spektar rasejanog laserskog snopa o
vodeni rastvor SDS , θ=60 i slaganje sa
Lorentzijanom Г=0,95Hz.
šeme, dovelo je do LFA primena, kojima se određuje
brzina vetra i aerodinamički koeficijenti od interesa, i
za aero i za akvasferu, elektroforezu i slične primene.
Posebnu oblast čini uspostavljanje metroloških i(ili)
teoretskih veza, koje omogućavaju komplementarno
korišćenje optičkih i akustičkih merenja, kao što je
optičko i akustičko sondiranje atmosfere. Važna je i
diskusija u kojoj bi se poredile iste veličine dobijene
statičkim ili dinamičkim tehnikama, kao i oblast, gde
se u prvom planu nalazi analiza širine linije i njena
interpretacija, kako za čiste materijale, tako i za rastvore. Tu bi se razlikovao slučaj razblaženih rastvora i
micelarnih sredina na putu ka koloidima i formiranju
membrana [32]. Ne ulazeći u razlike između rastvora i
emulzija, i kod jednih i kod drugih, rasejanje daje precizne odgovore zasnovane na kumulantima i njihovoj
analizi.
Slika 16. Spektar rasejanog laserskog snopa o vodeni
rastvor SDS , θ=100 i slaganje sa Lorentzijanom Г=0,8Hz.
Slika 15. Zavisnost 1/Y od X2.
Merenja dinamičkog rasejanja laserskih snopova vršena su i homodinom tehnikom, metodom izbijanja fotona [5,6]. Kao primer, analiziraće se oblik
linije spektra rastvora micelarnog sistema sa PAK
materijalom. Radi se o spektrima zračenja rasejanog
o vodeni rastvor jakog anjonskog deterdženta, natrijumdodecilsulfata (SDS) CH3(CH2)10CH2OSO3Na, koji
efikasno denaturiše proteine. Spektri snimljeni pod
uglom θ=60, odnosno θ=100, kao i njihovo slaganje sa
Lorentzovom raspodelom, prikazani su na slikama 14
i 16. Iz spektara su određene i poluširine, Г=0,95Hz i
Г=0,8Hz, a na slikama 15 i 17. je data zavisnost 1/Y
=f(X2),
Međusobni odnosi i interdisciplinarnost
izložene problematike se sve lakše poimaju, ali se detalji sve teže prate, jer se radi o vezama između kvantne elektronike, laserske fizike i tehnike, i nuklearnih
disciplina biofizike ekologije i medicine. Interdisciplinarni odnos ovih oblasti predstavlja isprepletanu
kartu procesa i primena. Procesi, koji nastaju pri tretiranju bio-objekata i nebioloških objekata, laserskim,
Slika 17. Zavisnost 1/Y od X2.
17
i uopšte stimulisanim zračenjem, predmet su mnogobrojnih teorijskih, eksperimentalnih i praktičnih
analiza. Nove primene fibera, od čisto telekomunikacionih veza, do senzora, optičkog napajanja senzora
i fiber-lasera su celu problematiku u kojoj se koriste
mnoga velika postrojenja, obogatili i mikroskopskim
rešenjima.
Nekonvencionalne tehnike karakterizacije
materijala
Mnogi problemi analize materijala su rešeni
pomoću Raman-ovih spektara, uključujući tu i zaostale napone u materijalu. Infra-crveni (IC) spektri
korelišu sa Raman-ovim, na način koji zavisi da li se
radi o transmitivanom, ili reflektivanom delu signala.
Neki naši rezultati ukazuju da je kod bakarnih uzoraka ozračenih laserom u oblasti energija od nekoliko J,
i trajanja impulsa reda ms, došlo do pomeranja Ramanovih spektara.
Čišćenje i nuklearna kontaminacija
Čišćenje zemljišta, posebno od nuklearne
kontaminacije, kao i čišćenje arheoloških i drugih
predmeta kulturne baštine, su u poslednje vreme sve
aktuelnije problematike. U te svrhe, interakcija lasera
sa materijalom može da bude veoma korisna, jer je u
stanju da otkloni površinski sloj materijala sa velikom
preciznošću, a izbačeni materijal može da se sakupi
pod zvonom, pod kontrolisanim uslovima, i da se tako
redukuje radioaktivnost na materijalu meti. Instrumentacija je jednostavna. Sastoji se od lasera, sočiva
za fokusiranje snopa, i zavisno od površine, koja se
tretira, skenera, koji pomera laserski snop po meti,
ili pokretnog stola. Nuklearni detektor scintilacionog
tipa sa fotomultiplikatorom i analizatorom spektra,
i odgovarajućom elektronikom, bi bio dovoljan za
praćenje promena radioaktivnosti. U slučaju da postoji više radioaktivnih izotopa ili kombinacija raspada, primena PSD tehnika bi bila od velike koristi.
Biljke i radioaktivna dekontaminacija
Brojne su internacionalne konferencije na
kojima se o radioaktivnosti duvana diskutuje sa
medicinske tačke gledišta. Neke biljke sa izraženim
afinitetom za unošenje i akumulaciju odredjenih vrsta
čestica, uključujući i radioaktivne izotope, se sade u
svrhu da ih preuzmu iz tla i tako izvrše dekontaminaciju. Kako lasersko ozračavanje ima različite biostimulativne efekte, ono bi moglo uticati pozitivno i
na sposobnost biljaka za dekontaminaciju tla.
18
Fiber komponente, (uređaji, senzori, sočiva,
optički pojačavači, konektori, prekidači, kaplerisprežnici) i optičko napajanje
Koherentno zračenje u optičkoj oblasti spektra utiče na karakteristike materijala, pa time i na
performanse komponenti i uređaja, kao što su efikasnost emisije, osetljivost i detekatabilnost. Nuklearno
zračenje, kao što su ubrzane čestice i gamma zračenje,
takođe menjaju i modulišu optičke karakteristike materijala, kao što su indeks prelamanja, apsorptivnost,
efikasnost aktivnih materijala, i dr.
Interakcija nuklearnog zračenja kako teških,
tako i lakih čestica sa materijalom je u principu dobro
proučena, ali te zakonitosti nije jednostavno primeniti
na novim, pogotovo kompozitnim i složenim materijalima. Na primer, optički konektori i druge optičke
komponente od keramike, stakla i plastike, koji se koriste u oblastima u kojima postoji zračenje, mogu da
budu promenjeni usled interakcija sa njime, što može,
recimo, da dovede do raznih oblika disperzije signala.
Laserski snopovi, zavisno od procesa za koje se koriste
(splicing, laser-fiber zavarivanje, hibridno zavarivanje), može da promeni hemijski sastav materijala, (tj.
model ozračivanja ima različite izlazne kanale).
MERENJE TEMPERATURE STRATOSFERE
RAMAN-OVIM LIDAROM
Daljinske tehnike detekcije mogu da se koriste za merenje temperature stratosfere pomoću lidara
(Raman-ovog i drugih tipova), kontrolu stanja ozonskog omotača, naftnih mrlja i uopšte merenje vrste i
raspodele čestica i aerozagađenja [9, 27].
Laserski snopovi velike snage, omogućavaju
detekciju frekventno pomerenih komponenti rasejanja, pa tako i Raman-ove komponente. Taj pomeraj
zavisi od specifičnih vibracionih i rotacionih nivoa
različitih vrsta molekula, od kojih se zračenje rasejava. Na osnovu toga, mnogi istraživači su koristili i
koriste Raman-ov lidar za identifikaciju specifičnih
atmosferskih komponenti i detekciju zagađenja. Prvo
je precizno određeno Raman-ovo rasejanje molekula,
N2, O2, H2O i drugih osnovnih sastojaka atmosfere.
Početni eksperimenti su dosezali do visine od nekoliko km, što je dovoljno za proučavanje zagađivača,
iako je mala efikasnost Ramanovog procesa (efikasni
presek Q-grane vibracionog Raman-ovog prelaza u
molekularnim gasovima je tri reda veličine manji od
Rayleighevog preseka), predstavljala značajan eksperimentalni problem za detekciju na većim visinama.
Međutim, pošto je gustina atmosfere tri reda veličine
veća na 30km nego na 80km, moguća je primena
Ramanovog rasejanja za određivanje temperaturnog
profila do visine od 30km. U tu svrhu se koristi Raman-ov signal rasejan od vibracionih nivoa molekula
azota (najobilniji sastojak atmosfere), sa efikasnim
presekom od 4,4 10-31 cm2sr-1, na talasnoj dužini pobude od 514,5 nm. Ramanov eho, koji se detektuje
na odgovarajućoj pomerenoj frekvenciji, proporcionalan je koncentraciji N2 i gustini vazduha. Dosada je
mnogo autora analiziralo mogućnost primene Ramanovog rasejanja za merenje temperaturnog profila na
većim visinama. Pri tome je, na 30km iznad Zemlje,
dobijena korelacija od skoro 0,8 između temperaturskog profila određenog lidarom pomoću Ramanovog
rasejanja na N2, i temperature merene termistorima,
što omogućava i merenja fluktuacije temperature. Drugi prilaz bi uključivao analizu oblika i širine
odgovarajuće Raman-ove linije.
Opis jednog sistema
Talasna dužina lasera se bira tako, da bude
izvan bilo kog od atmosferskih apsorpcionih opsega, ili rezonantnih linija i što je moguće bliže plavom
delu spektra. Optimalan izbor Rayleigh-evih (1/λ4) i
Raman-ovih preseka, atmosferskih prozora optičke
transparencije, raspoložive energije po impulsu i brzine okidanja, su veoma važne mogućnosti koje nude
savremeni laseri []. U tu svrhu se često koristi drugi harmonik Nd3+:YAG lasera, na talasnoj dužini od
532nm. Emisija Ramano-vog rasejanja Q-grane vibracionog prelaza molekula N2 je pomerena za 2231cm-1 i
javlja se na talasnoj dužini 607 nm.
Ukupni rasejani eho se sakuplja teleskopom
sa vidnim poljem koji obezbeđuje faktor geometrijskog oblika jednak jedinici za visine 10-100km. Često
se koristi koaksijalna konfiguracija, koja omogućuje
eliminaciju problema paralakse i nepodešenosti, koji
se javljaju zbog velikog opsega visina koji se pokriva. Apertura u žižnoj ravni definiše vidno polje i
granicu aproksimacije. Ogledalo koje funkcioniše
na bazi optičkog dihroizma se koristi za razdvajanje
dva kanala: onog, koji sadrži Rayleigh-ev signal na
532 nm i obezbeđuje merenje temperature između
30 i 90km (kao u operativnoj primeni Rayleighevog
lidara), i onog koji sadrži Raman-ov rasejani eho na
607nm, i daje temperaturni profil. Signali prolaze kroz
uskopojasni filtar (1nm), koji eliminiše pozadinsko
zračenja neba, a zatim se detektuju fotomultiplikatorom i sistemom za brojanje impulsa. Deo Rayleighevog rasejanog signala koga ogledalo ne eliminiše i
koji je jedan do dva reda veličine veći od Raman-ovog
signala, postaje manji od 0,1 % posle prolaska kroz
interferencioni filtar. Ramanov rasejani eho zavisi od
koncentracije N2, pa se broj detektovanih Ramanovih
fotona dobija kao:
N(ziθ)-broj detektovanih fotona iz sloja zi,
debljine Δz, N0-broj emitovanih fotona po laserskom
impulsu, A-površina ulaza teleskopa, G-faktor geometrijskog oblika (1 za idealni slučaj), Rq –kvantna
efikasnost, K-optička transparencija instrumenta, T1 i
T2 su transmisije atmosfere između dva sloja, onog na
kojem se nalazi lidar, na visini z0, i emisionog sloja na
visini zi, nN2(zi)-koncentracija molekula N2 i βN2 je presek za Raman-ovo rasejanje. Iz ove relacije ne može
da se odredi profil gustine vazduha, i apsolutna temperatura. Temperaturni profil se izračunava iz merenja
koncentracije N2, pod predpostavkom da je atmosfera
u hidrostatičkoj ravnoteži i da važi jednačina idealnog
gasa. Oba signala se koriguju za neidealnost i tamnu
struju, transparenciju atmosfere i pozadinski signal
neba. Nelinearnost detektovanog signala je posledica
veličine Rayleigh-evog signala, koji potiče sa manjih
visina, i koji dovodi do zasićenja fotomultiplikatora.
Oblast preklapanja Rayleigh-evog i Raman-ovog signala sa visina 25-35km se koristi za izračunavanje
koeficijenta odziva brojanja fotona, za koji se predpostavlja da je eksponencijalan. Transparencija atmosfere se proračunava po nekom od modela, da bi se dobila Rayleigh-eva optička debljina, a u obzir se uzima
i slabljenje zbog ozona i aerosola. Šum pozadinskog
zračenja sa neba je konstanatan po visini i dobija se
usrednjavanjem signala iz visinskog opsega iznad 110
i 80 km, redom, za Rayleigh-ev i Raman-ov signal,
gde je rasejani signal zanemarljiv u odnosu na nivo
šuma. Šum, indukovan intenzivnim ehom iz nižih
slojeva atmosfere se uklanja pomoću odgovarajućih
elektronskih kola. Inicijalizacija Raman-ovog profila se vrši na gornjoj granici uz Rayleigh-ev profil.
Raman-ov signal se normalizuje konstantnim faktorom, da bi nivo signala bio isti kao i Rayleigh-ev, u
opsegu visina, gde su oba signala dostupna, na 2535 km. Vreme integracije je obično 1h, a prostorna
rezolucija 300m. Teoretski odnos Rayleigh-evog i
Raman-ovog siganala se izračunava na osnovu odgovarajućih preseka i procena koncentracije atmosfere,
njene propustljivosti i drugih optičkih karakteristika.
Rezultantni signal je kontinualan za visine od 12 do
90km, i koristi se za određivanje temperature. Kvalitet i važnost merenja sa Rayleigh-evim lidarom su
odavno potvrđeni, a proširenje tih merenja na manjim
visinima Raman-ovim lidarom otvara nove mogućnosti, kao što su: 1) Određivanje apsolutne temperature
lidarom ne zahteva spoljnju kalibraciju i na nju ne uti-
19
če drift instrumenta, 2) Sa osiguranjem kontinualnosti
između Rayleigh-evog i Raman-ovog profila na manjim visinama, uređaj identičan Rayleigh-evom lidaru
je dovoljan za pokrivanje cele srednje atmosfere, 3)
Prostorna i vremenska rezolucija se mogu pogodno
odabrati za specifične primene, 4) Na ovako određen
noćni temperaturni profil ne utiču gravitacioni talasi,
koji utiču na profil dobijen pomoću radio-sonde ili rakete, što je važno kada se istražuju klimatski trendovi malih amplituda. Nesigurnost merenja ima mnogo
izvora, kao što je paralaksa između emitera i prijemnika, što se izbegava upotrebom koaksijalnog sistema
sa prijemnom optikom velikog vidnog polja. Model
kojim se opisuje atmosferski pritisak, a koji se koristi
pri inicijalnoj analizi podataka, unosi 15% nesigurnosti i opada naglo sa visinom. Za visine ispod 70km,
ta nesigurnost se može zanemariti, a modelovanje te
vrste se nije neophodno za analizu Raman-ovog profila. Nesigurnosti zbog slabljenja signala usled prisustva aerosola i ozona u atmosferi se može minimizirati
njihovim istovremenim merenjem. Posledice linearizacije odziva detektora se korektno izračunavaju uz
koherenciju oba signala. Međutim, izvori nepredviđenih centara rasejanja (čestica), kao što su erupcije
vulkana, ozbiljno utiču na ova razmatranja.
Upoređenje temperatura dobijenih Ramanovim lidarom i sondiranjem pomoću balona, pokazuje
da se Raman-ov metod može koristiti sa zadovoljavajućom tačnošću u opsegu visina 10-35 km. Već ovo
daje mogućnost, da se jedinstvenim instrumentom,
koji radi sa kombinacijom Rayleigh-evog i Raman-ovog eha odredi kompletan temperaturni profil atmosfere od tropopauze do mezopauze. Usavršavanje
ove tehnike eliminiše potrebu za lansiranjem aerosondi sa brodova tokom nevremena i jakih vetrova. Na
ovaj način se može odrediti i temperatura atmosfere,
kada je ona zaklonjena vulkanskom prašinom. Metoda omogućava i proučavanje gravitacionih talasa sa
razumnim prostornim i vremenskim rezolucijama,
na visinama na kojima to do sada nije bilo moguće.
Razvoj snažnijih lasera i višeogledalskih prijemnika,
poboljšao je performanse lidara i omogućio preciznija
proučavanja u ovom opsegu visina, gde se zahtevaju
tačne temperature pri posmatranju klimatskih promena u dužem periodu. Karakteristike jednog tipičnog
lidarskog sistema su: Nd3+:YAG laser: nelinearni
kristal, izlazna energija 300 mJ na talasnim dužinama 532 nm, 532 i 607 nm, brzina repeticije impulsa
30 Hz, divergencija snopa 10-4 rad; prijemnik: prečnik
teleskopa 1,2 m, vidno polje 10-3 rad, propusni opseg
filtra 1 nm.
20
ZAKLJUČAK
U radu je analizirano aktualno stanje novih metoda za dobijanju X i γ zraka pomoću brzih laserskih
snopova, tehnike PSD i metode koje koriste daljinsko rasejanje svetlosti elastičnog i neelastičnog tipa,
i njihove različite primene. Pri rasejanju i uopšte merenjima, različiti tretman podataka i različiti teorijski
modeli mogu da daju iste, ali i različite karakteristike
ispitivanog sistema. Analiza oblika linije se zasada
nameće, kao najbolji način kod finijih merenja, pa joj
se posvećuje velika pažnja, od manje sofisticiranih primena, do PSD, ili homodina i heterodina na optičkim
frekvencijama.
Kritični fenomeni, Stokesovi parametri, difrakcija, cirkularni dihroizam, aproksimacije indeksa
prelamanja, problemi rezolucije i određivanje mrtvog
vremena brojača, analize kumulanata i matrični tretman, i mnogo drugih fundamentalnih ili specifičnih
fenomenoloških pristupa i diskusija, može da prati
ovde izloženu problematiku.
LITERATURA
[1] M. Srećković, Ž.Tomić, D.Nikolić, Mehaničke
i optičke karakteristike staklenih komponenata
pri interakciji sa nuklearnim zračenjem i elektronskim snopovima, Zbornik radova ETRAN,
XLI konferencija, Zlatibor 3-6 juna, pp.181-184,
1997.
[2] M. Srećković, et al, Influence of Nuclear Radiation and Electron Beams on the Compo nents for
Propagation of Coherent and Necoherent Beams,
5-19 dec., Lasers 97,1998
[3] M. Srećković, S.Pantelić, R.Aleksić, D.Nikolić,
P.Uskoković, et al., Propagation of Coherent
Light in Optical Fiber in Diagnostic Purposes in
Medicine and Industry and Disturbances, International Conference on Lasers ‘98, Tuscon, Dec.
1998.
[4] S. Pantelić, N.Borna, M. Srećković,et al., Influence of Nuclear Radiation and Laser Beams to
Optical Fibers, Nucl.Tech.@ Rad.Prot., Vol. 26,
pp.32-38,2011.
[5] Z.Fidanovski, M.Srećković, Ostojić, J. Ilić,
M.Merkle, The interpretation of the in tensity of
components of laser scattering by interaction with
matter, Phys. Scr.,(2012), Vol. T149/014016
[6] M. Srećković, S.Ostojić, B. Đokić, V.Zarubica,et
al., Scattering, reflection, transmission in theory
and practice the estimation of nonlinear and ultrafast phenomena, Atti de la fond. Ronchi, anno
LXIV, 4, 2010, pp. 543-555
[7] M. Srećković,et al., Pri mena elionskih i drugih
tehnika i merenju, kontroli i obradi materijala i
procesa, Društvo za tehničku dijagnostiku Srbije,
Beograd, 2009.
[8] M. Srećković, et al. General approach to laser
application in ecological and human life conservation and optical measurement in specific conditions, Conus, 2004, Belgrade.
[9] M.Srećković, Z. Fidanovski, Laseri i aplikacije,
pp.100-115, SITJ, Beograd, 1990.
[10] R.B.Oven, Pulse Shape D identifies Particle Type,
Nucl., 17,9-92, 1959.
[11] M.Forte, Possibilities of Discrimination between
Particles of Different Kinds by means of organic
scintilator detectors, paper P/15, Geneva 300,
1958 Int.Conf. on the Peacuful Uses of Atomic
Energy
[12] S.Usudas et al., Phospwich detectors for simulationeous counting of α and β particles and neutrons, Nucl. Instr. Methods, Vol., A 388, p. 193,
1997.
[13] T. Tojo, M.Zainudddin, W.Soemadi. Experiments
of Pulse Shape Discrimination Technique of α
and β/X , γ Particles with Uses of a Phoswich and
a CsI (Tl) Scintilation detectors, Wideyanuklida,
Vol.3, No.1, February, 6-19, pp.6-18, 2006.
[14] a) M.Mutterer, et al., IEEE Trans Nucl. Sc., 47,
2000, 756, b)J.Lu, et al., Nucl Instr.& Meth. in
Phys. Res. A 471, p.374. 2001.
[15] W.L.Bruan, L.Britton, J.T.Mihalcyo, J.S.Neal,et
al. Fast neutron/gamma pulse shape discrimination of liquid scintilation signals for time correlated measurement 1-5
[16] J. T.Mihalczo et al. Physical description of Nuclear material identification system, Nuc. Instr.
and Meth. in Phys.,1 Res. Sect., A 450, pp.531555, 2000.
[17] S.A.Pozzi, F.J.Segovia, et al., Correlated Transmission measurement and genetic programming
for Nuclear Safeguard, Nucl. Instr. Met., A 491-2,
pp.204-219, 2002.
[18] G.F.Knoll, Radiation detection and Measurement,
John Wiley, New York, 2000.
[19] M.Srećković, Svetlovodi u prenosu podataka i
senz., pp.294-328, SITJ, Beograd, 1993.
[20] Travica S., Magistarski rad, Elektrotehnički
fakultet, Beograd, 2001.
[21] M. Srećković, R. Sekulić, M. Živanov, et al.,Some
Dispersion Relations and Propagation Parame-
ters, 12 th Int.Symp. Power Electronics, Novi Sad
5-7, 2003.
[22] M. Srećković M., Pantelić S., Aleksić R., Nikolić
D., Uskoković P. et al. Propagation of Coherent
Light in Optical Fiber Diagnostic Purposes in
Medicine and Industry and Disturbance, Proc.of
Lasers 98, SoQue, Mc Lean, pp. 575- 583, 1999.
[23] I. Reljin, B. Reljin,M. Srećković, et al., A way
to determine radiation-induced loss in fiberoptic
digital communication link,Opt.Fib.Tech.,Vol.
11, pp.286 - 291,2005
[24] M. Srećković.A.Marinović A.,V. Šijački Žeravčić,S. Ristić, Krasnjuk, et al,Opti cal and
radiation resistance of some optical components
and fibers and interaction with some laser beams,
Proc. of Int. Confer. on Lasers 2001, T, pp. 367
- 374,2002.
[25] Schmand M., Eriksson L., Casey M. E., Wienhard K., Flugge G.,et al., Advantages using pulse
shape discrimination to assign the depth of interaction (DOI) from a multilayer phoswich detector, Nuc. Sc. Sym., Vol 2, pp. 1095 - 1099, 1998.
[26] Srivastava A. K., Bandyopadhyay A., Photoluminiscence Measurement System Using Fiber
Optics, Rev. Scientific Instr., Vol. 61, No. 2, pp.
756-760, 1990.
[27] M.Srećković, M. Pavlović, Z.Veinović, Z.Ostojić,
Lidari, ladari, kolidari, diali, Futura, Beograd okt.
2010.
[28] G.D. Tsakiris, K. Eidmann, J. Meyer-ter-Vehn and
F. Krausz, NJP, Vol.8 ,2006.
[29] Dromey et al., PRL Vol.99,085001, 2007
[30] a)P.J. Sellin, S. Jastaniah, W. Catford, Digital
pulse shape discrimination applied to capturegated neutron detectors, p.sellin@surrey.ac.uk,
www.ph.surrey.ac.uk/cnrp b)SD Jastaniah and PJ
Sellin, Digital techniques for n/g pulse shape discrimination and capture-gated neutron spectroscopy using liquid scintillators”, subm,NIM A.
[31] SD Jastaniah and PJ Sellin, Digital pulse-shape
algorithms for scintillation-based neutron detectors, IEEE Trans Nucl Sci 49/4 (2002) 18241828.
[32] S.Ostojić, Doktorska teza, ETF, Beograd, 1999.
21
S. Polić Radovanović
Centralni institut za konzervaciju u Beogradu
S. Ristić, M. Kozić, B. Radojković
Institut Goša d.o.o., Beograd
UDK 621.1:930.85
Valorizacija uticaja termoenergetskih kompleksa
na monumentalne objekte kulturne bašrine
VALORISATION OF IMPACT OF T/E COMPLEXES OF MONUMENTAL
BUILDINGS OF CULTURAL HERITAGE
REZIME
vropska praksa u oblasti zaštite monumentalnih
objekata kulturnog nasleđa, u značajnom obimu
obuhvata ispitivanje nepovoljnih uticaja produkata
T/E kompleksa na stanje materijala objekata kulturne baštine. Valorizacija značajnih parametara
u istraživačkom procesu razlikuje se u aspektima
uvažavanja specifičnosti prostornih odnosa i rasporeda objekata baštine u odnosu na T/E komplekse, kao i
konstelacije drugih proizvodnih objekata koji u manjoj ili većoj meri pogoršavaju ukupnu sliku delovanja
aerozagađenja na objekte kulturne baštine. U ovom
radu prikazani su prvi rezultati istraživanja koje se
sprovodi u Smederevu, za kompleks Smederevske
tvrđave i više značajnih objekata kulture u njenom
neposrednom okruženju.
E
ABSTRACT
his paper presents the first results of research
carried out ABOUT Smederevo fortress for the
complex and more important cultural objects in its
environment. Valuation significant parameters in the
research process is different in respect of specific aspects of spatial relationship and distribution of heritage buildings in relation to the T / E complexes, and
a constellation of other production facilities in overall
picture of air pollution effects on cultural heritage objects.
T
Key words: thermal power complex, monumental structures, culture, Smederevo Fortress
Ključne reči: termoenergetski kompleks,
monumentalni objekti kulture, Smederevska tvrđava
1. UVOD
Razvoj metoda valorizacije uticaja termoenergetskih kompleksa na monumentalne objekte kulturne
baštine, događa se u vreme kada Evropska unija nastoji
da se pozicionira kao globalni lider u rešavanju problema klimatskih promena. Smanjenje emisije štetnih
materija do 2020. a potom i 2050. godine, te plansko
uvođenje obnovljivih izvora energije, predstavljaju
strateška opredeljenja koja podrazumevaju smanjenje
korišćenja fosilnih goriva. Međutim, kada se iz sfere
energetske politike ovi problemi pogledaju sa aspekta
razumevanja dinamike koja karakteriše civilizacijske
pomeraje, postaju vidljivija teorijski utemeljena shvatanja da se uvođenje novih izvora energije i tehničkih
22
inovacija koje bi eliminisale potrebu za fosilnim gorivima, ne može dogoditi u roku od nekoliko decenija.
Smatra se da će ovaj proces u stvari potrajati tokom
života nekoliko generacija [1].
Navedeni problem osim pragmatične, ima
i svoju filozofsku dimenziju : direktor programa za
zaštitu čovekove okoline na Rokfelerovom univerzitetu, Džesi Ausubel, na primer, smatra, da je za realan
pogled na aprecijaciju energetskih sistema neophodna
„kombinacija Tomasa Edisona i Franca Kafke“, kakvu
u svom stvaralaštvu ispoljava jedan od vodećih mislilaca o problemima energije danas, američki filozof energije Vaclav Smile. Reč je o afirmaciji stanovišta da je
u XXI veku ključno pitanje: kako pomiriti neprekidno
Slika 1. Predviđanje razvoja evropskih elektrana do 2030. godine prema analizama RWE Group [4]
povećanje potreba savremenog sveta za potrošnjom
energije, sa apsolutnom nužnošću da se očuva integritet biosfere. Svet se suočava sa nizom kritičnih energetskih izazova koji nameću neophodnost da se naša
zavisnost od fosilnih goriva mora dramatično reduko-
vati zbog važnih uticaja na ekonomiju, kvalitet života,
ugrožavanje stanja okoline i kulturne baštine. U svemu tome Smile definiše zamke predviđanja ukazujući
na mnogim primerima na promašaje predviđanja primenom naizgled sigurnih modela [2].
Slika 2. Industrijski pejzaž rudnika Tagebau Inden u Nemačkoj, koji godišnje daje 22 miliona tona lignita [7]
Slika 3. Termoenergetski objekti kao elementi narušenog predela u Los Anđelesu (foto D.Bulok) [8]
23
Slika 4. Uticaji na daljinu i udaljenost neposrednih zona uticaja zagađenja u odnosu na visinu pozicije emitovanja zagađenja [10]
Za resavanje nagomilanih problema u oblasti
zastite kulturne bastine, koja je izlozena snažnim nepovoljnim uticajima energetskih kompleksa, značajna
je i reafirmacija ideje koju je razvio rusko-ukrajinski
geolog Vladimir Vernadski, čije je heurističko delo
prožeto duhom inovacija stvorilo niz novih naučnih
disciplina. Reč je pre svega o konceptu noosfere, kao
i o produbljivanju koncepta biosfere, što je svakako
bila značajna osnova za razvoj ekoloških nauka [3].
Teze Vernadskog o organizovanom karakteru biosfere
i o noosferi kao sledećem stupnju razvoja koji (posle
litosfere i biosfere) predstavlja stepenicu baziranu
na ljudskom znanju, od fundamentalne su važnosti u
valorizaciji uticaja okruženja, ili njegovih pojedinih
činilaca (u ovom slučaju termoenergetskih kompleksa), na način koji će na minimum svesti mogućnost
devastacije kulturnog dobra uzrokovanu zamkama
predviđanja (slika 1).
Ekološka znanja, međutim, u oblasti heritologije predstavljaju osnovu za istraživanje mogućnosti
zaštite materije da bi bila zaštićena kulturna vrednost
kao ambivalentno, istovremeno i višeslojno razruđeni,
ali i višeslojno integrisani sadržaj, zavisno od aspekta
posmatranja [5], kod kojeg su, ne samo prirodni, već
i sociološki, ekonomski, istorijski i kulturni fenomeni
nelinearni procesi.
2. DINAMIS – ENERGIJA – ENTELEHIJA
Da bi se fenomen nelinearnosti i
determinističkog haosa koji okružuje kulturno dobro
mogao istražiti na način koji će rezultirati konkretnim i vrlo pragmatičnim merama preventivne zaštite,
kurativne konzervacije i restauracije, neophodno je
konstituisati sistem opservacije međuodnosa koje
ovde definišemo kao trojnu zavisnost aristotelovske
provinijencije: dinamis-energija—entelehija u odnosu
na vertikalu litosfera - biosfera – noosfera.
Kada je reč o razmatranju konkretnih posledica koje postoje na relaciji termoenergetski objekti
– kulturno dobro, postoje načelno tri modaliteta uticaja koji su neretko i
kombinovani:
A - termoenergetski
kompleksi
koji su u neposrednom
okruženju arheoloških
lokaliteta i kulturnih
dobara, i imaju objekte
ili industrijske pejzaže
(kopovi i pepelišta ili
napuštene zone eksploatacije) kao generatore
nepovoljnog
delovanja
na kulturno
Slika 5. Industrijski zeleni pejzaž i Drax elektrana -najveći zagađivač u EU2007.
nasleđe,
(slika
2).
godine[12]
24
destrukcije
urbanog
kvaliteta.
Narušeni predeo predstavlja sliku
društvene nemoći u uspostavljanju reda i regulisanja javnog prostora,
nezavisno da li je reč o
urbanim središtima ili
teritorijama država, koje
usled različitih uzroka
nisu uspostavile trajnije
kulturne obrasce koji bi
adekvatno oblikovali urbani mentalitet. U savremenoj teoriji nema više
ustupaka u imenovanju
ovakvih pojava, one se
kao antipod kulturi imenuju kao odsustvo kulture. [9]
Smatra se da u savremenom informatičkom
društvu koje pruža fragmentarni, nepovezani
i diskontinuirani vid
iskustva svakom pojedincu, upravo ta nepovezanost dovodi do odsusSlika 6. Zavisnost projektovanog (puna linija)i stvarnog (isprekidana linija)
tva dubine, sadržaja i
specifičnog obima zemljišta od perioda eksploatacije - promer Nazkoherencije ličnosti koja
arovskog kopa u periodu 1990-2010. godina [17]
je bila karakteristična
za
predinformatičko
vreme.
[11].
A upravo na takvu
B- termoenergetski kompleks kao deo indusličnost
računaju
i
veliki
zagađivači
koji putem prezentrijskog pejzaža koji narušava predeo definisan na
način kako to definiše Evropska konvencija o predelu tacije industrijskog pejzaža vizuelno prevazilaze javni
animozitet prema svom destruktivnom delovanju.
[6], (slika 3).
Otuda se faktor udaljenosti termoenergetskih objekata
C- termoenergetski kompleksi koji utiču na
od spomenika kulture, u javnosti neretko ne uzima u
daljinu, gde je reč o kombinovanom delovanju sa
obzir ako nije deo neposrednog industrijskog pejzaža,
drugim nelinearnim fenomenima (slika 4).
iako savremena istraživanja ukazuju na definisane
Industrijski pejzaž kao složena pojava koja međuzavisnosti. Na primer, 2007. godine, Drax eleku sebi nosi različite i često sa stanovišta heritologije trana u Engleskoj proizvela je 22.160.000 tona ugkontradiktorne performanse, pojava je kod koje je ljendioksida, što je najveći pojedinačni izvor CO2 u
u XXI veku u kontekstu postmoderne nauke veoma Velikoj Britaniji. Između 2000. i 2007. godine, došlo
kompleksno heritološki utvrditi odnos na relaciji dina- je do povećanja ugljendioksida za više od 3.000.000
mis-energija-entelehija. Na slici 2. prikazan je indus- tona, što u tom trenutku predstavlja najveću emisiju
trijski pejzaž koji u prostorno-vremenskoj realnosti u Evropskoj uniji. Međutim, u medijskim prezentpredstavlja destruktivnu pojavu za kulturno nasleđe, acijama, ova elektrana predstavlja se industrijskim
ali koji istovremeno u kontekstu kulturnog nasleđa pejzažom kojim izrazito dominiraju zelene površine
predstavlja tehnološku i estetsku vrednost. Na slici 3. (slika 5).
je suprotan primer: termoenergetski objekti koji u prosDa neposredno okruženje nije indikator ukutorno-vremenskoj realnosti ne ugrožavaju u velikom
pne mere lošeg uticaja na okruženje, govore i studije
stepenu neposredno okruženje, u kontekstu urbanog
u našoj zemlji koje sprovodi Institut Goša: u slučaju
predela kao kulturne vrednosti, predstavljaju primer
25
-teorije) [14-16] pokazuju da se visoke koncentracije sa štetnim
efektima nalaze uglavnom na udaljenosti
od izvora do 50 km.
Za arheološke
lokalitete i objekte kulturne baštine značajno
je taloženje prašine i otpadnih čvrstih materija,
nanošenje jalovine na
površinu zemlje, dejstvo otpadnih voda,
zagađenje koje nastaje prosipanjem ulja,
maziva i tečnih goriva.
Razaranje okruženja u
blizini zona prirodne eksploatacije značajno je u
površinskoj eksploataciji, zbog promene
reljefa, poremećaja stabilnosti terena, degradacije površinskog sloja
zemljišta, poremećaja
režima površinskih i
podzemnih voda i zauzimanja prostora za objekSlika 7. Uporedni prikaz veličina čestica u vazduhu koje deluju na kulturno dobro te i pogone površinskog
kopa. Metod regulisanja
[18]
degradacije zemlje pri
površinskoj
ekspolataciji
razrađen
na Moskovskom
arheološkog lokaliteta Viminacium, koji je u neposrednom okruženju objekata TE Kostolac, izvršena državnom univerzitetu [17], ukazuje da zona koja
merenja i simulacije zagađenja ukazuju da lokalitet nastaje eksploatacijom rude u početnom periodu eksploatacije kopa, ima tekući najveći specifični obim
nije u najvećem stepenu ugroženosti [13].
Iskustvo Slovenije govori da rezultati primene zemljišta, zbog nepostojanja potrebne takozvane
simulacija transporta sumpor dioksida kada se moćnosti sloja i složenosti organizacionih problema.
istraživanje fokusira na raspodelu SO2 koji potiče U glavnom periodu ekspolatacije veličina tekućeg
iz termoelektrane, (Ojlerov trodimenzionalni model obima zemljišta se stabilizuje, a specifični obim se
disperzije MEDIA zajedno sa meteorološkim polji- uspostavlja na nivou bliskom srednjoj veličini (isma ALADIN/LACE modela, turbulencija uzeta iz K prekidana linija) (slika 6).
Slika 8. a – sferne čestice u čađi nastale sagorevanjem uglja; b- Čađ generisana sagorevanjem dizela c- čađ iz
industrijske proizvodnje [20,21]
26
aktivnosti na industrijski pejzaž kao indikator
stepena urbane kulture,
kao i uticaje konkretnih izvora zagađenja
na materijale objekata.
U tom smislu obavlja
se utvrđivanje porekla
zagađenja uz istovremenu numeričku simulaciju zagađenja kojom se uzimaju u obzir
parametri širenja štetnih
materija, zavisno od
konfiguracije
terena,
meteo-uslova i tehničkih
karakteristika dimnjaka.
Smederevska
tvrđava i objekti kulture
u njenoj neposrednoj
blizini,
predstavljaju
prvu studiju za koju je
Slika 9. Smederevska tvrđava: a-pogled sa Dunava; b- pogled sa tvrđave na
urađena preliminarna
industrijsku zonu u neposrednom okruženju. [22]
analiza
industrijskog
pejzaža
i
ugroženosti
delovanjem
čađi.
Reč je o obTermoenergetska i druga zagađenja različitim
jektu
koji
se
nalazi
na
ušću
reke
Jezave
u Dunav,
putevima dospevaju i do zatvorenih prostora muzeja i
objekata kulture, pri čemu je osim dimenzija čestica, koju je počev od 1428. godine podigao despot Đurađ
od značaja uočiti brzinu, odnosno frekvenciju taloženja Branković. Smederevska tvrđava, po mnogim karakteristikama jedinstveni je spomenik srpske srednjo(slika 7) [18].
vekovne arhitekture, i po površini jedna od najvećih
Čestice čađi koje se nalaze na materijalima ob- tvrđava u Evropi.
jekata kulturne baštine, mogu biti različitog porekla,
U neposrednom okruženju ovog spomenika
na koje ukazuje neorganski sadržaj. Integrisni pristup
kulture, nalazi se gusto naseljena industrijska zona,
definisanju porekla aerosolnih čestica omogućava da
železnica, industrijska luka, kompleks Smederevske
se utvrdi delovanje zagađivača, u smislu razdvajanja železare (do nedavno US Steel) i nekoliko gradskih
nepovoljnih delovanja čestica koje potiču od sagor- toplana.
evanja uglja (sferne čestice u čađi potiču od sagorProstorno-pejzažna analiza koja se odnosi na
evanja uglja i obično su tu alumino-silikati, često sa
konstelaciju objekata i analizu značaja njihovog utiznačajnim koncentracijama gvožđa koje dolaze od
caja, pokazala je da industrijska zona bitno ugrožava
pirita i drugih minerala koji sadrže gvožđe u uglju), Smederevsku tvrđavu (slika 9.) i kao industrijski
uticaja saobraćaja, ili čestica koje potiču iz industri- pejzaž koji pokazuje veoma nizak nivo urbane kulture,
jske proizvodnje (slika 8). [19]
i kao agresivni zagađivač.
Nizak nivo urbane kulture odnosi se ne
samo na strukturu objekata i njihovo stanje, već i
3. DELOVANJE AEROZAGAĐENJA NA
na društvenu svest nosilaca industrijskih aktivnosti
MONUMENTALNE OBJEKTE KULTURNE
koji iskazuju potpuno odsustvo odgovornosti prema
BAŠTINE
značajnom srednjovekovnom spomeniku kulture: u
Istraživanja u okviru projekta „Delovanje kompleks US Steel (slika 10) praktično nije moguće
aerozagađenja na objekte kulturne baštine“ koji re- ući, nadležna lica tumače da karakter privatne svojine
alizuje Centralni institut za konzervaciju, obuhvatiće ovog zagađivača određuje i pravo nepružanja relviše urbanih centara Srbije u kojima postoje značajni evantnih podataka o emisiji štetnih gasova, a drugi
fortifikacijski objekti. Istraživanje treba da utvrdi relevantni izvori (državni organi) nemaju celovite pouticaje energetskih kompleksa i drugih industrijskih datke [23]. U tom smislu, Smederevo se sa stanovišta
27
Slika 10. US steel i mapa deponije kod ovog emitera [24]
heritologije može smatrati okruženjem visokog rizika
za srednjovekovni spomenik kulture.
TE Kostolac (slika 11, 12a) koja se od
Smedereva nalazi na udaljenosti koja je u zoni uticaja
emisije štetnih gasova, uz nekoliko malih toplana u
samom gradu, čini složeni kompleks uticaja koji uz
intenzivan železnički, rečni i drumski saobraćaj, stvara velike rizike za Tvrđavu.
dinamis
mogućnosti
potencijali
energija
delovanje
entelehija
aktuelno stanje
posledica
Prve SEM analize čađi (slika 12b) ukazuju na
uticaj aktivnosti US Steel, a sledeće analize pokazaće,
uz rezultate numeričke simulacije aerozagađenja, de-
Slika 11. a-Kopovi TE Kostolac i b- arheološki lokalitet u neposrednoj blizini [25]
Slika 12. a- Putanje čestica čađi i mreža terena u numeričkom domenu u oblasti termoelektrane Kostolac B (
dimenzije domena 6000x6000 m, visina dimnjaka 250 m.) [26]; b- SEM fotografija čađi – uzorak
sa Tvrđave u Smederevu
28
taljniju sliku odnosa dinamis-energija-entelehija u
odnosu na stanje srednjovekovnog spomenika kulture
u aspektima potencijala, delovanja i posledica.
4. ZAKLJUČAK
Uvođenje integrisane metode kvalitativne
analize industrijskog pejzaža, kvantitativne analize
delovanja aerozagađenja na objekte kulturnog nasleđa
i simulacije zagađenja bazirane na višeparametarskoj
analizi, omogućava konstituisanje sistema opservacije
međuodnosa dinamis – energija - entelehija za monumentalne spomenike kulture. To je značajan korak ka
integrativnoj zaštiti koja pripada noosferi kao prostoru integracije himanističkih i tehnološka znanja u stvaranju kvaliteta zaštite nasleđa kao uslova održivog
razvoja.
5. ZAHVALNOST
Ovo istraživanje obavljeno je zahvaljuući
podršci Ministarstva prosvete i nauke u okviru projekta TR-34028, kao i podršci Ministarstva kulture,
informisanja i informacionog društva u okviru projekta br. 633-00-373.
6. BIBLIOGRAFIJA
[1] Smile V., Energies: An Illustrated Guide to the
Biosphere and Civilization. The MIT Press: Cambridge, MA, 1999.
[2] http://www.vaclavsmil.com/energy-in-natureand-society-general-energetics-of-complex-systems/
[3] Levit G. S., Biogeochemistry-Biosphere-Noosphere. The Growth of the Theoretical System of
Vladimir Ivanovitch Vernadsky, VWB - Verlag
für Wissenschaft und Bildung, Berlin, 2001
[4] http://rwecom.online-report.eu/factbook/en/marketdata/electricity/generation/developmentofeuropeanpowerplants.html
[5] Polić-Radovanović S., Uticaj kulturnih modela na
društveno razumevanje zaštite kulturne baštine,
Zbornik radova sa konferencije Tehnologija, kultura, razvoj 2011, Palić, 2011., str. 189
[6] http://conventions.coe.int/Treaty/Commun/QueVoulezVous.asp?NT=176&CM=8&CL=ENG
[7] http://www.rwe.com/web/cms/de/60026/rwepower-ag/standorte/inden/
[8] http://davebullock.com/albums/show/11/120/
Oil_refinery_along_r
[9] Jovanović B., Kultura i nekultura, Kulura: časopis
za teoriju i sociologiju kulture i kulturnu poli-
tiku, br 120, 2008, str. 123-137
[10] http://www.lung.org/assets/documents/healthyair/coal-fired-plant-hazards.pdf
[11] Baudrillard J., In the shadow of the Silent Majorities, New York:Semiotexte, 1983.
[12] http://en.wikipedia.org/wiki/File:Northeast_of_
Drax_-_geograph.org.uk_-_581958.jpg
[13] Kozić M., Ristić S., Puharić M., Katavić B., Primena metoda numeričke simulacije strujanja u
ventilacionom mlinu, kanalu aerosmeše i okoline
termoelektrane, Institut Goša, Beograd, 2012.
[14] Piedelievre, J. P., Musson-Genon, L. , Bompay,
F. : MEDIA-An Eulerian Model of Atmospheric
Dispersion: First Validation on the Chernobyl
Release. J. Appl. Meteorol., 29, 1990
[15] Janoušek M., ALADIN/LACE characteristics.
Regional Centre for Limited Area Modelling in
Central Europe, http://www.chmi.cz/meteo/ov/
lace/docs/aladin-fs.html,1999
[16] Smagorinsky J., Manabe S., Holloway J. L., Jr.,
Numerical Results from a 9-Level General Circulation Model of the Atmosphere. Mon. Wea. Rev.,
93, 1965
[17] Šeško O.E., Metod regulisanja remećenja
prirodnih bogatstava pri površinskom otkopavanju rudnih ležišta, Rudnici čovekova životna
sredina,Univerzitet
u
Beogradu-Rudarskogeološki fakultet, Beograd, 1998., str. 105-112
[18] Tétreault J., Airborne Pollutants in Museums,
Galleries, and Archives, Canadian Consevation
Institute, Canada 2003, p. 14
[19] W-W. Li, et al, Characterization of Airborne Particulate Matter in the Paso del Norte Air Quality
Basin: Morphology and Chemistry, http://scerp.
org/pubs/m12/Chapter%204.pdf
[20] http://scerp.org/pubs/m12/Chapter%204.pdf
[21] http://www.imaggeo.net/view/35
[22] http://sr.wikipedia.org/wiki/smederevska_tvrdjava
[23]Polić-Radovanović. S., Izveštaj o aktivnostima u
okviru projekta Delovanje aerozagađenja na objekte kulturne baštine, Centralni institut za konzervaciju 2012.
[24] http//www.balkanphotocontest.comindex.
phpmenu=7&img=73743
[ 25] Studija o proceni uticaja na životnu sredinu:
odsumporavanje dimnih gasova TE Kostolac B,
Mašinski fakultet, Rudarsko geološki fakultet,
Energoprojekt, Worley Parson, 2010, Beograd
[26] Studija Numerička simulacija širenja dimnih
gasova iz dmnjaka termoelektrane Kostolac B,
konfiguracija sa žaluzinama, Institut Goša, 2010
29
Dubravka Jelić, Milun Babić, Davor Končalović, Dušan Gordić
Fakultet inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu, Sestre Janjić 6, Kragujevac
UDC:339.54:331.19 (489+497)
Energetska politika, održivi razvoj i kogeneracija1
ENERGY POLICY, SUSTAINABLE DEVELOPMENT
AND COGENERATION
REZIME
ad se bavi pitanjem veze između energetske politike i održivog razvoja na primeru Danske, sa osvrtom na stanje u Srbiji i to sa posebnim akcentom
na održivom energetskom razvoju i kogeneraciji kao
alatu za njegovo postizanje.
R
Ključne reči: Energetska politika/Kogeneracija
1. UVOD
U najopštijem slučaju održivi razvoj može da
se definiše kao pravedna raspodela ograničenih sredstava i mogućnosti u kontekstu ekonomije, energije,
ekologije i društva. Održivi razvoj ima za cilj dobrobit svih u sadašnjosti, ali i u budućnosti, pri čemu se
ostavlja mogućnost značajne izmene budućih potreba
naspram naše sadašnje percepcije o budućnosti.
Održivi energetski sistem se opisuje definisanjem pojmova njegove energetske efikasnosti, pouzdanosti i uticaja na životnu sredinu, odnosno održivi
energetski sistem se može definisati kao sistem sposoban da proizvede dovoljno energije i snage za
svačije potrebe, po pristupačnoj ceni i da je pri tome
isporučena energija čista, bezbedna i pouzdana [1].
1
Rаd nаstаo kаo rezultаt istrаživаnjа nа projektu „Istrаživаnje
kogenerаcionih potencijаlа u komunаlnim i industrijskim
energаnаmа Republike Srbije i mogućnosti zа revitаlizаciju
postojećih i grаdnju novih kogenerаcionih postrojenjа (III
42013)“
30
ABSTRACT
he paper deals with the relationship between energy policy and sustainable development on the
example of Denmark, with an emphasis on the situation in Serbia and with special emphasis on the development of sustainable energy and cogeneration as a
tool to accomplish it.
T
Keywords: energy policy, sustainable development, cogeneration;
Uobičajena praksa je da se energija proizvodi
u velikim, centralizovanim postrojenjima. S obzirom
na energetsku i ekološku situaciju u svetu, ali i kod
nas, sve je više pokušaja da se pronađe rešenje koje bi
vodilo ka održivoj proizvodnji energije i energetskoj
nezavisnosti zemlje.
Jedan od načina da se postigne bezbednost i
pouzdanost prilikom snabdevanja je podsticanje regionalne saradnje i upotreba lokalnih izvora energije.
Ovakav pristup neminovno vodi ka decentralizovanom (distribuiranom) energetskom sistemu sa manjim proizvodnim jedinicama, koji ima niz prednosti
u odnosu na konvencionalne centralizovane sisteme.
Decentralizovani sistem je fleksibilniji za uvođenje
novih tehno-ekonomskih rešenja i primenu političkih
odluka. Ovakav sistem obično primenjuje različite
tehnologije za konverziju energije što ga čini efikasnim i prilikom korišćenja različitih vrsta goriva. Što
se tiče rada u mreži decentralizovani sistem je sistem
koji može da radi samostalno ili paralelno sa centralizovanim sistemom. Lokalni karakter decentarlizovanog sistema mu omogućava bolju iskorišćenost
proizvode samo
električnu energiju
i čiji se stepen korisnosti kreće od
40 do 45%. Na taj
način se postižu
značajne uštede u
potrošnji primerne
energije (goriva) i
emisija CO2 koje
mogu da budu
manje i do 30%.
Posebno
atraktivna je kogeneracija koja kao
pogonsko gorivo
koristi biomasu,
koja predstavlja
najznačajniji potencijal Srbije u
oblasti obnovljivih
izvora energije.
Ovaj rad
prestavlja analizu
Danskog primera
kao primera dobre
Slika 1. Šema distribuiranog sistema za proizvodnju energije
prakse za postilokalnih izvora energije, što za sobom povlači sma- zanje energetski održivog sistema i analizu potencinjene potrebe za nabavkom i skladištenjem goriva. jala Srbije u tom svetlu.
Osim toga utiče se na socijalnu sliku lokalne zajednice
kroz porast zaposlenosti stanovništva.
Distribuirani sistem za proizvodnju energije 2. PRIMER DOBRE PRAKSE – DANSKA
Danska je jedna od energetski najefikasnijih
(slika 1) predstavlja novi pristup proizvodnji energije.
Analizom dostupne literature ne može se doći do je- zemalja u svetu. Ovaj status je velikim delom postigla
dinstvene definicije ovakvog sistema [1]. S obzirom pro-aktivnom energetskom politikom, povećanom
na značajan broj uticajnih faktora (veličina postroje- upotrebom obnovljivih izvora energije i tehnološkim
nja, svrha, lokacija, stepen decentralizacije, vlasništvo, razvojem [3], [4]. Posebno interesantan aspekt datehnologija, uticaj na životnu sredinu, itd.) koje nskog uspeha je kontinualna i dugoročna energetska
treba razmotriti prilikom definisanja distribuiranog politika koja se sprovodi tokom više od 30 godina, a
sistema za proizvodnju energije, za potrebe ovog rada koja je poseban akcenat stavila na sisteme daljinskog
zadržaćemo se na definiciju paralelnog rada centrali- grejanja, kogeneraciju i upotrebu obnovljivih izvora
zovanog i decentralizovanog sistema proizvodnje en- energije. Danas je Danska svetski lider u iskorišćenju
ergije koji će se najverovatnije i zadržati u budućnosti potencijala kogeneracionih postrojenja (slika 2) [3].
kao model održivog energetskog sistema [1], [2].
Postizanje statusa energetski nezavisne zemlje
(Danska
je energetski nezavisna od 1997. godine),
U cilju podizanja energetske efikasnosti i
Danska
duguje
pronalasku gasa i nafte u Severnom
smanjenja uticaja na životnu energiju koji ima proizmoru
i
državnoj
energetskoj politici koja je otpočela
vodnja energije, svetski trend je kombinovana odnosno istovremena proizvodnja toplotne i električne ene- uvođenjem zakona o snabdevanju toplotnom energirgije (kogeneracija ili CHP). Za primenu kogeneracije jom 1976. godine. Zakon je sproveden kroz tri faze u
podjednako su pogodni i centralizovani i decentrali- okviru kojih je odgovornost za planiranje i ostvarivanje
zovani sistemi. Prilikom kogeneracije ukupan stepen strategije podeljena na lokalne vlasti i državu. U prvoj
korisnosti postrojenja se kreće između 85 i 90% što je fazi lokalne vlasti su pripremile izveštaj o potrebama
značajno veća efikasnost u odnosu na postrojenja koja i količini toplotne energije kao i načinu na koji se te
31
za proizvodnju električne energije bez iskorišćenja otpadne
toplote. Istovremeno je uvedena i obaveza priključenja
novih, ali i postojećih objekata
(u određenom vremenskom
periodu od stupanja zakona na
snagu) na sistem daljinskog
grejanja.
Uporedo sa primenom
zakona država je podržavala
istraživanja i razvoj novonastalih potreba za tehnologijom
u oblasti obnovljivih izvora
energije i kogeneracije.
Plan proistekao iz ovog
Slika 2. Učešće kogeneracionih postrojenja u ukupnoj proizvodnji energije
zakona
je najvažniji uticajni
u svetu
faktor zaslužan za formiranje
potrebe zadovoljavaju. U sledećoj fazi primene zako- tržišta, a da bi obezbedila kontinualnu realizaciju,
na lokalne vlasti su pripremile izveštaj o procenjenim država je pristupila formiranju programa za pružanje
potrebama za toplotnom energijom u budućnosti. Ovo finansijskih podsticaja novonastalom sistemu daljinje omogućilo da se u okviru poslednje faze pripremi skog grejanja i kogeneracije kroz dva osnovna vida
nacionalni plan za snabdevanje toplotnom energijom. subvencionsanja.
Nacionalni plan toplifikacije je uticao na stabilnost
Prvi podsticaj je realizovan uvođenjem visokog
sistema za distribuciju toplotne i električne energije poreza na goriva koja se koriste samo za proizvodnju
što je upotrebu kogenerativnih postrojenja u sistemi- toplotne energije, a sa druge strane ukidanjem poreza
ma daljinskog grejanja učinilo sledećim logičnim na goriva koja se koriste za proizvodnju električne
korakom, a što je dalje vodilo komercijalizaciji koge- energije. Ovakva poreska politika je stvorila uslove za
nerativne tehnologije [4], [5], [6].
prelazak na kogenerativnu proizvodnju energije.
Podela odgovornosti još od procesa planiDrugi podstrek za upotrebu kogeneracije i obra-nja je doprinela i efikasnoj primeni nacional- novljivih izvora energije su fid-in tarife. Iako su konog plana. Dve osnovne mere proistekle iz primene generativna postrojenja na početku bila postrojenja
ovog zakona, odnosno iz procene budućeg toplo- koja su koristila ugalj i prirodni gas, fid-in tarife su se
tnog opterećenja i načina snabdevanja, su zabrana od samog početka odnosile na proizvodnju energije iz
korišćenja električne energije za grejanje i restrikcije obnovljivih izvora, a da bi se 1992. godine primena
Slika 3. Proizvodnja energije u Danskoj
32
fid-in tarifa proširila i na kogeneraciju koja kao gorivo
koristi prirodni gas. Kogenerativna postrojenja koja
za pogon koriste i biomasu osim osnovne fid-in tarife
ostvaruju pravo i na premium fid-in tarifu.
Treba istaći da kogenerativna postrojenja
koja kao gorivo koriste ugalj, se ne napuštaju kao
tehnologija, već se radi modernizacija i unapređenje
takvih postrojenja.
Osim ovih finansijskih podsticaja važan doprinos državnoj energetskoj politici je obaveza otkupa
električne energije proizvedene u CHP postrojenjima
i upotrebom obnovljivih izvora energije. Ova obaveza
je omogućila dugoročno planiranje i siguran prihod
što dodatno podstiče investiranje u obnovljive izvore i kombinovanu proizvodnju toplotne i električne
energije, što pogodno utiče i na smanjenje vrednosti
početne investicije i pomaže daljoj komercijalizaciji
tehnologije.
Posledica primene energetske politike je da
se Danska danas snabdeva toplotnom i električnom
energijom korišćenjem sistema za distribuiranu proizvodnju energije (slika 3) [4].
3. POTENCIJAL SRBIJE
U poslednjih nekoliko godina evidentan je
napor koji Republika Srbija ulaže u nastojanju da zakonskom regulativom uhvati korak sa dešavanjima u
svetu. Uredba o merama podsticaja za proizvodnju
električne energije korišćenjem obnovljivih izvora
energije i kombinovanom proizvodnjom električne
i toplotne energije i Urеdba о uslоvimа zа sticаnjе
stаtusа pоvlаšćеnоg prоizvоđаčа еlеktričnе еnеrgiје i
kritеriјumimа zа оcеnu ispunjеnоsti tih uslоvа iz 2009.
godine definisale su mogućnost za formiranje decentralizovanog energetskog sistema, ali ne i obaveze
koje bi podstakle formiranje takvog sistema.
Prvi nedostatak u nastojanjima Srbije, u
oblasti održivog energetskog razvoja, je nedostatak
transparentnog nacionalnog plana odnosno koherentne energetske politike. Drugi veliki nedostatak je
ograničenje koje je postavljeno na proizvodne kapacitete koji mogu da se kvalifikuju za podsticajne mere,
a koji predstavlja ograničavajući faktor prilikom odabira tehnologije. S druge strane odlaganjem usvajanja
Zakona o racionalnoj potrošnji energije i formiranja Fonda za energetsku efikasnost država odlaže i
formiranje programa koji su neophodni da bi se uticalo na isplativost primene relativno malih kapaciteta
(do 10MW) propisanih Uredbom, s obzirom na smanjenu efikasnost i povećane investicione troškove koje
takva postrojenja imaju, posebno kada su u pitanju
kogeneraciona postrojenja. Osim fid-in tarifa, drugih
podsticajnih mera za sada nema.
Da bi Danska podržala energetsku politiku, od
samog početka je napravila spektar podsticajnih mera
(fiskalna politika, fid-in tarife, finansiranje početnih
investicija, zabrana grejanja električnom energijom,
obaveza povezivanja na sisteme daljinskog grejanja,
itd.) koje su se vremenom menjale i evoluirale prema
potrebama tržišta. Osnovni problem sa energetskom
politikom Srbije je što je jednoznačno i veoma usko
definisana, što joj ne omogućava dovoljno prostora da
se prirodnom selekcijom razvija i menja.
Sa druge strane Danska je tokom perioda
od tridesetak godina predano radila na proširenju
sistema daljinskog grejanja i upotrebe kogenerativnih postrojenja u tim sistemima. Srbija raspolaže
poprilično razvijenom mrežom daljinskog grejanja
(slika 4) koja je nastala u sličnom vremenskom periodu kada se razvijala i danska mreža daljinskog
grejanja, i koja predstavlja značajan resurs Republike
Srbije.
Ukupna instalisana snaga konzuma u Srbiji
iznosi nešto preko 6 GW. U gradovima u kojima postoje sistemi daljinskog grejanja 38% domaćinstava
Slika 4. Sistem daljinskog grejanja u Srbiji
33
koristi daljinsko grejanje (DG), što predstavlja 23,4%
ukupnog broja domaćinstava u Republici Srbiji. Više
od 60% toplotne energije se dobija korišćenjem prirodnog gasa, a veliki broj manjih gradova (25 gradova od
ukupno 55 gradova koji imaju DG) koristi mazut [7].
Još jedan neiskorišćeni resurs Srbije su i termoelektrane. Većina termoelektrana u Srbiji ne koristi otpadnu toplotu (izuzetak su TE Nikola Tesla A,
TE Kostolac A i delimično TE Kolubara A, koje deo
toplotne energije koriste za daljinsko grejanje okolnih
gradova).
Srbija za sada nema jasno vidljivu strategiju
obnavljanja, proširenja postojećih kapaciteta i/ili
prelaska na prirodni gas, niti sistematskog prelaska
pomenutih postrojenja na kogeneracionu proizvodnju.
Treba imati u vidu da Danska nije jedina zemlja koja je uvidela potencijal koji se nalazi u povezivanju daljinskog grejanja i kombinovane proizvodnje
toplotne i električne energije. Daljinsko grejanje (i
hlađenje) u urbanim, gusto naseljenim područjima,
a uz postojeća tehnološka rešenja, pruža mogućnost
efikasne i ekonomski isplative kombinovane proizvodnje energije [3].
Komercijalizacija kogenerativnih tehnologija
manjih kapaciteta (do 10 MW) je u porastu u svetu,
pa je realno za očekivati da bi se dodatnim radom
na zakonskom okviru u Srbiji mogle iskoristiti prednosti koje ima i mini kogeneracija. U domenu mini
kogeneracije, neophodno je na prvom mestu, jasno
i transparentno definisanje standarda za priključenje
proizvođača električne energije na distributivnu
odnosno prenosnu mrežu, a posebno u svetlu promena na tržištu električne energije koje su u toku.
4. ZAKLJUČAK
U svetlu društveno-ekonomskih i političkih
dešavanja u Srbiji, stiče se utisak da Srbija raspolaže
znatnim resursima u sferi obnovljivih izvora energije
(OIE). Osim što su stvarni kapaciteti skromniji nego što
se to prikazuje u marketinške svrhe, treba imati u vidu
i da je kW električne energije dobijene iz OIE i dalje
veoma skup. Naš cilj bi morao da bude оbеzbеđivanje
еnеrgiје uz nајnižе trоškоvе, а nе visоkе invеsticiје,
јеr sе оnе nа krајu, оdrаžаvајu nа cеnu proizvoda, u
ovom slučaju cenu električne energije. U tom smislu
najpre se treba fokusirati na postojeće kapacitete DG i
termoelektrana i njihovu modernizaciju i unapređenje,
a zatim na OIE, kao što su biomasa i mali hidropotencijali, koji osim što imaju potencijala imaju i
mogućnost korišćenja domaće tehnologije.
34
5. REFERENCE
[1] K. Alanne, A. Saari, “Distributed energy generation and sustainable development“, Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 2006, Vol. 10, pp.
539–558
[2] T. Ackermann, G. Andersson, L. Soder, “Distributed generation: a definition“, Electric Power Systems Research, 2001, Vol. 57, pp. 195–204
[3] T. Kerr, “Cogeneration and District Energy“, International Energy Agency, 2009
[4] T. Kerr, “CHP/DHC Country Scorecard: Denmark“,
International Energy Agency 2007
[5] K. Sperling, F. Hvelplund, B. Vad Mathiesen,
“Centralisation and decentralisation in strategic
municipal energy planning in Denmark“, Energy
Policy, 2011, Vol. 39, pp. 1338–1351
[6] O. Odgaard, M. H. Jørgensen, “Heat Supply in
Denmark - Who What Where and Why“, The Danish Energy Authority, 2005
[7] Pokazatelji daljinskog grejanja u toplanama članicama poslovnog udruženja”Toplane Srbije” za
2009/2010 godinu
Prof. dr Dragana Marković
Doc. dr Srđan Furtula
dr Biljana Jovković
UDC:620.9.001.6
Komparativna analiza razvoja i implementacije
kogeneracionih sistema u EU i Republici Srbiji1
REZIME
ve je veći broj zemalja koje su uvidele da je ulaganje u povećanje energetske efikasnosti primarno
važno u današnje vreme oskudnih energetskih resursa neobnovljivog karaktera. Klimatski poremećaji i
pojačano dejstvo efekta staklene bašte stvoreno enormnom emisijom CO2, dodatno su doprineli značaju
racionalne upotrebe neobnovljivih energetskih izvora.
U ovom radu analiziran je dostignuti nivo razvoja i
upotrebe kogeneracionih postrojenja u više zemalja
EU, zemljama u okruženju i u Republici Srbiji. Razvoj
mini i mikro kogeneracionih postrojenja u mnogim evropskim zemljama podržan je državnim merama subvencije. Cilj ovog rada je sagledavanje načina na koji
mnoge zemlje podstiču implementaciju kogeneracije
kao kombinovanog izvora energije, kako bi se iskustva drugih zemalja i pozitivna zakonska i regulatorna
rešenja mogla primeniti i u Republici Srbiji sa svrhom
podsticanja upotrebe ovog ekološki podobnog i energetski efikasnog izvora energije.
ABSTRACT
n increasing number of countries have realized
that investing in energy efficiency is primarily
important in today’s scarce energy resources, nonrenewable character. Climate changes and the effects
of increased greenhouse gases created enormous CO2
emissions, further enhanced the importance of the rational use of non-renewable energy sources. This paper analyzes the achieved level of development and
use of cogeneration plants in several EU countries,
neighboring countries and the Republic of Serbia. The
development of mini and micro cogeneration plants in
many European countries supported the government
subsidy measures. The aim of this paper is to identify
ways in which many countries are encouraging the
implementation of cogeneration as a combined energy
sources, in order to experience other countries and a
positive legislative and regulatory solutions could be
applied in the Republic of Serbia with the aim of encouraging the use of ecologically suitable and energy
efficient source of energy.
S
A
Ključne reči: energetska efikasnost, kogeneracija, mikrokogeneracija, razvojna banka
Keywords: energy efficiency, cogeneration,
microcogeneration, Development Bank
1. ZNAČAJ KOGENERACIJE
cesima. Principi kogeneracije poznati su već duže
vreme, a tehnologija se poboljšava i razvija već godinama. Tokom prethodnih decenija, povećanje lokalnih i globalnih problema u vezi sa obezbeđenjem
energetskih izvora je predstavljalo veliki izazov
čovečanstva da se kreira povećano korišćenje alternativnih izvora, od kojih je najznačajniji kogeneracija.
[5, str. 389] Danas, moderni kogeneracioni sistemi
postižu efikasnost i do 90%. Kogeneracija nudi veliku
fleksibilnost, najčešće postoji kombinacija postrojenja
i goriva koja zadovoljava većinu individualnih zahteva.
Tehnologija čijom se primenom ostvaruje ušteda primarnih izvora energije predstavlja kogeneraciju.
predstavlja
proizvodnju
Kogeneracija
električne energije sa istovremenim korišćenjem otpadne toplote, koja se inače gubi u industrijskim pro2
Rad je rezultat istraživanja na projektu „Istraživanje kogeneracionih potencijala u komunalnim i industrijskim energanama
Republike Srbije i mogućnosti za revitalizaciju postojećih i gradnju novih kogeneracionih postrojenja“, evidencioni broj projekta
42013, finansiran od Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj, za
period 2010-2014.
1
Često se koristi i izraz kombinovana proizvodnja toplotne i
električne energije - na nemačkom Blockheizkraftwerke, BHKW,
odnosno na engleskom Combined Heat and Power, CHP
2
35
Kogeneracija, takođe poznata kao CHP (Combined heat and power), tj. kombinovana proizvodnja i
upotreba električne energije i grejanja, predstavlja potencijalno rešenje za sve energetske probleme i u EU
se kogeneraciji pridaje velika pažnja i značaj. Osnovne prednosti korišćenja kogeneracije su:
• Povećanje efikasnosti konverzije i upotrebe
energije,
• Smanjenje troškova čime se stvaraju dodatne mogućnosti povećanja konkurentnosti
industrijskih i komercijalnih korisnika,
• Stvaranje decentralizovanih formi proizvodnje električne energije, gde su postrojenja
prvenstveno kreirana sa ciljem zadovoljenja
potreba lokalnih korisnika,
• Povećanje ponude električne energije i grejanja, čime se smanjuje mogućnost deficita
ovih usluga, i
• Smanjenje štetnih gasova, prvenstveno CO2.
U 2011. godini u evropskim CHP postrojenjima kao gorivo dominirao je prirodni gas (40%),
fosilna goriva su imala učešće od 35%, dok je udeo
obnovljivih goriva, uglavnom biomase, iznosio 12%.
Razvoj kogeneracije u Evropi obezbediće smanjenje CO2 od 150 miliona tona od 2010-2020. godine.
Ukupna ušteda energije bi trebalo da iznese 70-80%
u Evropskoj uniji, a proizvodnja električne energije
bi trebalo da se smanji za 35-40%, sa potencijalnim
mogućnostima da ukupna ušteda energije bude na nivou od 90%, a uštedom električne energije od 55%
(videti sliku 1.). Ukoliko bi se iskoristile maksimalne
mogućnosti razvoja kogeneracije u Evropi, procenjuje
se da bi se u 2020. godini smanjila emisija CO2 od 85
miliona tona po godini [4, str. 14]. Na slici 1. prikazana je prednost kogeneracionih sistema u odnosu na
konvencionalni.
Trenutno stanje CHP postrojenja i kogeneracije u Evropi je daleko ispod mogućnosti i pored ulaganja od 5 milijardi evra godišnje. Evropska komisija je identifikovala kogeneraciju kao najznačajniju
pojedinačnu meru koja će doprineti smanjenju CO2.
Strategija za osnivanje CHP postrojenja doneta je
maja 1998. godine, koja je imala za rezultat prihva-
Slika 1. Razlike u stepenu iskorišćenosti goriva
Tabela 1. Investicioni troškovi za osnivanje CHP postrojenja u Evropi
Napomena:
36
Očekuje se da će do 2030. godine iznos troškova za postrojenja koja koriste biomasu biti smanjen za 10%.
Tabela 2. Projekcije instaliranih kapaciteta CHP postrojenja u Evropi i odgovarajuće uštede u proizvodnji
električne energije
tanje Akcionog plana i Direktive o kogeneraciji 2004.
godine.
Investicioni troškovi osnivanja CHP postrojenja uslovljeni su vrstom goriva koje se koristi. U tabeli
1. dat je pregled troškova zavisno od vrste goriva i
veličine postrojenja.
CHP sistemi zauzimaju značajnu ulogu u
evropskoj industriji. Trenutno, udeo grejanja u industriji EU iznosi 16%. Očekuje se da do 2030. godine dostigne učešće od 30%. Projekcije instaliranih
kapaciteta CHP postrojenja u Evropi i odgovarajuće
uštede u proizvodnji električne energije mogu se videti u tabeli 3. Instalirani kapacitet CHP postrojenja
u Evropi trenutno iznosi 95Gwe, što čini 12% tražnje
električne energije.
Iako evropske zemlje dosta ulažu u podsticaj
razvoja kogeneracionih postrojenja i veću proizvodnju energije iz ovog obnovljivog izvora, prisutne su
izvesne barijere u većoj primeni kogeneracije. Evidentne barijere ispoljene u EU su:
1. nizak stepen harmonizacije,
2. visoki početni troškovi i usporen razvoj,
3. tržišna liberalizacija koja je snizila cene
električne energije,
4. nedostatak koherentnosti u razvoju regulatornog okvira i proširivanju Direktive o kogeneraciji 2004/8/EC (Jedino su Nemačka,
Španija i Belgija dodatnim zakonskim
rešenjima u svojim nacionalnim zakonodavstvima proširili aktivnu politiku kogeneracije iz direktive, i to na sledeći način:
Belgija je donela Green sertifikat i posebno
definisala kvote kogeneracije, Španija je
donela Dekret o prodaji električne energije
od kogeneracije, a Nemačka je donela Zakon o kogeneraciji).
Očekuje se da će potražnja za energijom
zadržati postojeći trend rasta. Imajući u vidu da su
troškovi energije značajani u ceni koštanja skoro svih
proizvoda, potreba za racionalnom upotrebom energije postaje sve očiglednija. [5, str 4].
2. UPOREDNA ANALIZA KOGENERACIONIH
POTENCIJALA U SRBIJI, ZEMLJAMA EU I
NEKIM ZEMLJAMA U REGIONU
2.1. Kogeneracija u Velikoj Britaniji
Energetsko tržište u V. Britaniji je doživelo
fundamentalne promene krajem prošlog veka. Gas je
privatizovan 1986. godine, a električna energija 1989.
godine, čime je otvoren povećani nivo konkurencije,
što je rezultiralo u smanjenju nivoa cena el. energije
za 20% i gasa za 40% u periodu 1990-2000. godina.
Za upotrebu kogeneracije definisani su striktni uslovi,
sa izuzetkom CHP postrojenja manjeg obima od 10
MWe i CHP postrojenja “izuzetnog kvaliteta”. CHP
postrojenje izuzetnog kvaliteta je podrazumevalo da
prosečna efikasnost tokom godine bude znatno veća
od efikasnosti konvencionalnog postrojenja. Koncept
CHP postrojenja “izuzetnog kvaliteta” je kasnije prerastao u Metodologiju indeksa kvaliteta, koja se zasniva na većoj dostupnosti električne energije prizvedene
kogeneracijom.
Veliku ulogu u razvoju kogeneracije imala je
vlada Velike Britanije, koja je raznim subvencijama i
kreditima povećala učešće kogeneracije u V. Britaniji. Povećana inicijativa zvaničnika V. Britanije u razvoju kogeneracije, rezultat je pozitivnih efekata Metodologije povraćaja uloženih sredstava3. Prvi korak
3
www.cumminspower.com/cogeneration
37
predstavlja utvrđivanje ukupnih troškova električne
energije, koristeći sledeću formulu:
TEC = (DCxMDx12)+(EcxAE)/AE
gde je:
TEC = ukupni troškovi elektirčne energije
DC = mesečne nadoknade za utrošenu el. energiju
u £/kW
MD = mesečna potrošnja el. energije u kW
EC = prosečni godišnji troškovi energije u £/kW
AE = prosečna godišnja potrošnja energije u kW
U tabeli 3. je prikazan broj godina, koji se
dobija ukrštanjem troškova prirodnog gasa i cena
električne energije, a koji je neophodan da bi se efektuirali troškovi kogeneracionog sistema.
2.2. Kogeneracija u Portugaliji
U početku nisu postojala jasna zakonska
rešenja o kogeneraciji, a dozvole i sporazumi o proda-
ji električne energije najčešće su zavisili od volje
zvaničnika. Zbog toga je još 1995. godine donet Zakon o kogeneraciji koji se zasnivao na dva osnovna
principa:
1. E + 0,5xT > 0,45xC
gde je:
E = el. energija dobijena kogeneracijom,
T = toplotna energija dobijena kogeneracijom,
C= gorivo koje se koristi u kogen. postrojenju.
2. Eer = (4,5x((E+T)/(E+0,5xT) – 4,5) x E
gde je:
Eer = el. energija koja je mogla biti prodata mreži,
E = el. energija dobijena kogeneracijom,
T = toplotna energija dobijena kogeneracijom,
Drugi princip je prvenstveno naglasio značaj
toplotne energije dobijene kogeneracijom, tj. što je
Tabela 3. Tabela povraćaja uloženih sredstava u CHP postojenje, u godinama
38
Tabela 4. Odnos toplotne i električne energije
više toplotne energije to je više el. energije moglo biti
prodato, što se može videti u tabeli 4.
Drugi aspekti ovog zakona su se odnosili na
ograničenje veličine postrojenja između 4 i 7 MWe, a
u izuzetnim slučajevima iznad 10 MWe. Takođe, osnovne karakteristike tog zakona su:
a) izabrane tehnologije moraju imati smanjen
nivo emisije CO2 i visoko učešće kogeneracije sa minimalnom ukupnom efikasnošću
od 55%. Tarife se razlikuju za postrojenja
ispod i iznad 10 MWe,
b) el. energija iz kogeneracije mogla je biti
prodata trećim učesnicima preko državne
mreže ili preko privatnih direktnih linija,
c) veća transparentnost, smanjenje administrativnih procedura u cilju jednakog tretmana
svih učesnika.
2.3. Kogeneracija u Finskoj
Ključni doprinos razvoju kogeneracije u Finskoj jeste odluka usvajanja tarifnog sistema električne
transmisije, kojim je eliminisan faktor transportnih
troškova. Naime, el. energija se mogla kupiti od bilo
kog ponuđača u zemlji pod istim uslovima, bez većih
transportnih troškova. Najveća firma koja trguje el.
energijom u Finskoj je Wärtsilä, koja ima različite
cene električne energije leti i zimi.
Konvencionalna proizvodnja električne energije najčešće poseduje 30-40% efikasnosti, sa velikim procentom gubitka toplote. Takođe, lokacija elektrana je daleko od krajnjih potrošača čime se troškovi
povećavaju.
2.4.
Nemačkoj
Mikrokogeneraciona
postrojenja
u
Sa liberalizacijom električnog tržišta u
Nemačkoj, brojne tehnološke firme i kompanije
za pružanje energetskih usluga fokusirale su svoje
poslovanje na male i veoma male kogeneracione je-
dinice, koje se nazivaju mini i mikro kogeneraciona
postrojenja, instalirane snage ispod 15 KWe.
U Nemačkoj postoji negde oko 60 MW kapaciteta mikrokogeneracionih postrojenja, koja prosečno
proizvode oko 240 GWh električne energije godišnje.
To je veoma mali udeo u ukupnoj proizvodnji
električne energije i iznosi 0,04%. Optimistički scenario predviđa da će kapacitet mikrokogeneracionih
postrojenja do 2050. godine dostići 3 GW ili 3% ukupne električne energije, što ne reprezentuje tehnološku
revoluciju. Razlozi za to su sledeći:
• Mikrokogeneracija je ekonomski opravdana
za proizvođače, međutim primenjuje se u
individualnim domaćinstvima koje imaju
malu tražnju,
• Sa aspekta proizvođača, kada je u pitanju
individualno domaćinstvo mikrokogeneracija u potpunosti može zameniti bojlere,
ali kada je u pitanju zgrada, potrebno je instalirati dodatni bojler neposredno pored
kogeneracionog postrojenja, što će povećati
troškove. Sa druge strane, za proizvođače,
je znatno racionalnije i ekonomičnije instalirati mikrokogeneraciono postrojenje u
zgradama, nego u udaljenim individualnim
domaćinstvima.
Mikrokogeneracija je regulisana i nemačkim
zakonodavstvom:
1. mikrokogeneraciona postrojenja kapaciteta
ispod 2 MW su isključena iz oporezivanja,
2. mikrokogeneraciona postrojenja efikasnosti
iznad 70% su isključena iz oporezivanja,
3. plaćanje bonusa od 5,11 evro centi po
KWh.
Postoje tri osnovna faktora koji su međusobno
povezani i utiču na difuziju mikrokogeracionih
postrojenja u jednoj državi:
1. institucionalni – institucionalni okvir oblikuje investiranje u mikro kogeneraciona
postrojenja, motiviše ili obeshrabruje akcije,
39
2. kooperativni – mikro kogeneracija zahteva
kooperaciju između tržišnih učesnika,
3. strategijski – donošenje odluka u
sadašnjosti koje će imati pozitivne rezultate
u budućnosti nije uvek racionalno, zbog
toga je neophodno pored taktike definisati i
odgovarajuću strategiju odlučivanja.
Direktiva EU o liberalizaciji energetskog
tržišta, dovela je do značajnih promena u strukturi
tržišta električne energije u Nemačkoj. U 1998. godini,
monopolitička struktura je zamenjena konkurentskom
na svim nivoima. Na tržištu sada dominiraju 4 kompanije za proizvodnju i distribuciju el. energije, koje
poseduju i najveće kompanije za proizvodnju i distribuciju gasa. Ovaj trend merdžera4 kompanija gasa
i električne energije doprinosi povećanju mikrokogeneracije.
Međutim, samo 5% domaćinstava je promenilo ponuđača el. energije a kod komercijalnih potrošača 7%. Liberalizacija je uticala na pad cena el. energije što je otežalo instaliranje novih CHP postrojenja.
Međutim, cene el. energije za domaćinstva su počele
da rastu u skorije vreme i povećale konkurentnost mikrokogeneracije.
Još uvek nedovoljno učešće mikrokogeneracionih postrojenja u Nemačkoj se objašnjava visokim
transakcionim troškovima, uzrokovanim prikupljanjem relevantnih informacija i brojnim istraživačkim
procesima, tj. to su:
• Troškovi istraživanja i procene - troškovi
istraživanja potreba potrošača i izbor
odgovarajuće mikrokogeneracione tehnologije,
• Troškovi implementacije i održavanja –
mikrokogeneracione tehnologije zahtevaju
specifične veštine i dodatne treninge,
• Troškovi pregovaranja sa vlasnicima elektrodistributivnih mreža,
• Troškovi autorizacije Savezne direkcije
Nemačke za ekonomiju i izvoznu kontrolu, zbog definisanih bonusa po kWh,
• Troškovi permanentnog izveštavanja – da
bi se izbegli određeni troškovi oporezivanja,
vlasnik mikrokogeneracionog postrojenja
mora da prikuplja detaljne informacije o jedinici, uključujući podatke o instaliranoj jedinici na mesečnom i godišnjem nivou,
Najpoznatije strategije rasta kompanija su meržeri i akvizicije.
Merdžeri se finansijraju zamenom akcija jednog preduzeća za akcije drugog, tj. spajanjem njihove aktive. Akvizicije se finansiraju
emitovanjem HOV, koje kupuje određeno
4
40
• Troškovi kontakta sa potrošačima (korisnicima) električne energije – u novim
stambenim zgradama javljaju se problemi
aneksa postojećih ugovora sa stanarima, dok
u postojećim zgradama, u kojima stanari već
borave dugi niz godina, postoji nepoverenje
u novi vid električne energije. Često stanari
ne žele da preuzimaju rizike nove tehnologije.
• Troškovi dodatnih zakonskih akata – pitanje vlasništva nad mikrokogeneracionih
postrojenjem, kao i pitanje servisera i operatera, impliciraju dodatna zakonska
rešenja.
Na privlačnost instaliranja kogeneracionih
postrojenja utiče odnos cena energenata, odnos cena
toplotne i električne energije kao i nivo i efikasnost
kaznenih mera za emisiju CO2 i preterano zagađivanje
okoline [3, str. 4]
Postoje brojni proizvođači mikrokogeneracionih postrojenja u Nemačkoj. SENERTEC je proizveo mikrokogeneracionu jedinicu DACHS još 1996.
godine i prodao je 10.000 jedinica samo u 2004. godini. POWER PLUS je proizveo ECOPOWER u 1999.
godini i do sada je prodato 1000 jedinica. SOLO je
proizveo STIRLING koji se testira na 30 lokacija u
Nemačkoj. Samo od 2002. do 2004. godine je instalirano 50% više instaliranih kapaciteta. Strategije ovih
proizvođača se razlikuju. SENERTEC je najuspešniji i
najveći proizvođač mikrokogeneracionih jedinica i od
2004. godine daje grace period od 6 meseci sa ciljem
da instalira godišnje preko 3000 jedinica. Poseduje
sofisticiranu mrežu prodaje sa preko 30 distributivnih
jedinica širom Nemačke i 280 podružnica sa prodajnim ugovorima.
E.ON UK najveći britanski prodavac električne
energije naručio je 30.000 STIRLING mašina, sa
ciljem da pokrije 30% domaćinstava u Britaniji do
2020. godine. Tržište V. Britanije se razlikuje od energetskog tržišta Nemačke, prvenstveno jer su stambene
zgrada više i bolje izolovane u Nemačkoj nego u V.
Britaniji, tako da trigeneracija, ili paket kompletnih
usluga nisu aktraktivni u Nemačkoj kao u V. Britaniji.
[9, str. 2-5]
Nijedna nova tehnologija ne može uzeti
odgovarajuće tržišno učešće bez zadovoljenja potreba potrošača. Zbog toga postoje pioniri, koji treba da
demonstriraju potrebe potrošača, tako što će ih koristiti i imati odgovarajuće povratne efekte i informacije
proizvođačima i budućim potrošačima. Profil pionira
bi trebalo da ispunjava sledeće uslove:
• Visoko obrazovanje,
• Srednja klasa,
• Zadovoljavajući dohodak,
• Životni stil tradicionalan,
• Porodični ljudi,
• Seoske sredina ili manji gradovi,
• Mašinski inženjeri,
• Starosno doba (preko 40 godina) i
• Muški pol.
Operateri elektrodistributivne mreže su veza
između mikrokogeneracije i mreže elektrodistribucije. U Nemačkoj visoko voltažnu mrežu poseduju 4
kompanije.
2.5. Kogeneracija u Belgiji
Glavni izvori obnovljive energije u Belgiji
su hidroenergija i biomasa. Upotreba energije vetra se ubrzano razvija od 2008. godine instaliranjem
kapaciteta duž belgijske obale, koji do 2010. godine
proizvode 300 MV električne energije. Od potrošene
primarne energije 77% potiče iz fosilnih goriva (nafta,
prirodni gas i ugalj) koji su ograničeni i neobnovljivi
energetski resursi. Usvajanjem Direktive5 postavljen
je cilj: učešće obnovljivih izvora energije u finalnoj
potrošnji od 13% do 2020. godine. Takođe, nastoji se
ostvariti udeo obnovljivih izvora energije u krajnjoj
potrošnji energije u saobraćaju od 10% do 2020. godine. [1, str. 23]
Primena sistema zelenih sertifikata ima za cilj
pružanje dovoljno podsticaja za dalji razvoj obnovljivih izvora energije. Uspostavljen je sistem kvota
tj. obaveze za dobavljače električne energije da obezbede određeni procenat energije iz obnovljivih izvora energije. Sva tri regiona Belgije: Brussels, Flanders
i Wallona imaju posebna tržišta zelenih sertifikata.
Preduzeća ostvaruju poreski odbitak od 13.5% za
sve investicije u tehnologiju i opremu koja dovodi
do uštede u potrošnji energije. Privatna lica ostvaruju
poreske uštede od 40% do maksimalnih 3600 evra
po ulaganju u korišćenje obnovljivih izvora energije.
Država pruža podršku razvoju mikro kogeneracionih
postrojenja pružajući nepovratnu finansijsku podršku
20% od investicije za javne objekte i neprofitne organizacije. Cilj ovih mera jeste povećanje učešća obnovljivih izvora energije u ukupnoj potrošnji energije
Belgije, kako bi se smanjila energetska zavisnost zemlje i reducirala emisija CO2. U 2004. godini emisija CO2 iznosila je 150 mt godišnje. U 2010. godini,
5
Directive on the Promotion of the use of energy from renewable
sources
zahvaljujući preduzetim merama, učešće energije dobijene iz kogeneracije u ukupno proizvedenoj energiji
iznosila je 15% sa tendencijom daljeg porasta učešća.
2.6. Kogeneracija u Poljskoj
Poljska pokriva više od 312 000 kvadratnih
kilometara uglavnom nizija i ima populaciju od 38.6
mil. ljudi. Godišnji rast društvenog bruto proizvoda
u 2004. iznosio je 5.4%. Glavne privredne grane su
mašinska industrija, proizvodnja gvožđa i čelika, brodogradnja i prehrambena industrija. U 2003. godini
više od 21% ukupne proizvodnje električne energije
dobijeno je iz kogeneracionih postrojenja. Mini i mikro kogeneraciona postrojenja počela su da se razvijaju devedesetih godina. Ukupni instalirani kapaciteti
se procenjuju na oko 8 MWe. Procenjuje se da oko
40% električne energije Poljske može biti proizvedeno iz kogeneracionih postrojenja. Najperspektivnija
primena kogeneracionih postrojenja odnosi se na
korišćenje otpadnih voda i deponijskog gasa.
U malom gradu Hel na obali Baltičkog mora
2003. godine 16 stambenih zgrada je koristilo energiju
dobijenu iz kogeneracionih postrojenja za zagrevanje
prostorija i solarni panel za proizvodnju tople vode.
Ukupan kapacitet kogeneracionog postrojenja je 469
KWe i 768 KWt.
Zakonom o energetici Poljska je propisala
obavezu otkupa električne energije proizvedene u
kogeneracionim postrojenjima od strane kompanija
za distribuciju električne energije ako je energija generisana sa najmanje 70% efikasnosti. Proizvodnja
električne energije iz obnovljivih izvora podstiče se
premijama proizvođačima od 15%-110% od tržišne
cene električne energije. Uvedeni su certifikati zeleni, žuti i crveni. Cilj subvencionisanja proizvodnje
električne energije iz kogeneracionih izvora jeste
stvaranje cenovnog gepa koji pruža mogućnosti
za novi talas investicija u ove energetne izvore. U
Poljskoj postoji nekoliko izvora finansiranja projekata
kogeneracione proizvodnje energije:
1. Nacionalni fond za zaštitu životne sredine i
vodoprivrede – finansira projekte u obliku
preferencijalnih kredita i subvencija,
2. ECOFUND – pruža finansijsku podršku
za projekte koji su namenjeni postizanju
ekoloških ciljeva,
3. Banka za zaštitu životne sredine – odobrava
namenske kredite za očuvanje životne sredine,
4. Asocijacija osnovana za pomoć poljoprivredi – finansira projekte za razvoj ruralnih
područja.
41
Kada je reč o finansiranju kogeneracionih
postrojenja Poljska najveće napore ulaže u podršku
instaliranju većih kogeneracionih postrojenja koji su
sa aspekta isplativosti neprivlačniji za finansiranje.
Manji instalacioni kapaciteti CAPEX ispod 10 miliona evra imaju manje poteškoća u privlačenju sredstava za investiranja ali po svemu sudeći na njihovom
razvoju se ne insistira u ovoj zemlji.
2.7. Kogeneracija u BiH Federaciji i Republici Srpskoj
Svetski prosek udela proizvodnje električne
energije iz obnovljivih izvora energije u ukupnoj
proizvodnji električne energije za 2006. iznosio je
10.4%. [2, str. 6] U BiH učešće obnovljivih izvora
energije iznosi 15% i najveći razvoj poslednjih godina imaju male HE pojedinačne snage do 5MW. Trenutno nisu razvijena postrojenja koja koriste otpad
u Federaciji BiH. Postoji nekoliko kogeneracijskih
postrojenja koja koriste biomasu u okviru preduzeća
drvne industrije. Prvo energetsko postrojenje koje
koristi deponijski gas sa Gradske deponije Sarajevo
pušteno je u pogon 2001. godine. Kapacitet za proizvodnju električne energije tog postrojenja je 0,35 MW
sa potencijalnom godišnjom proizvodnjom električne
energije od 0,52 GWh.
U Republici Srpskoj zastupljenost sistema
mikrokogeneracije je na relativno niskom nivou u
ukupnoj proizvodnji električne energije. Nekonkurentski uslovi na monopolističkom tržištu proizvodnje energije i snažan birokratski sistem procedura za dobijanje potrebnih saglasnosti i dozvola za proizvodnju
energije iz alternativnih izvora, glavni su razlozi za
odsustvo veće implementacije kogeneracije u praksi. Da bi nekonvencionalni izvori postali konkurenti
konvencionalnim na slobodnom tržištu električne i toplotne energije neophodno je učešće podsticajnih mera
u otkupnim cenama električne energije iz ovakvih obnovljivih izvora. Sistem mikrokogeneracije smatra se
ekonomičnim samo pod uslovom da njegova ukupno
proizvedena energija ima veću vrednost u odnosu na
troškove koje je potrošač plaćao za tu istu energiju
koju je dobijao iz konvencionalnih izvora.
Usvajanjem Odluke o metodologiji utvrđivanja
nivoa otkupnih cena električne energije iz obnovljivih
izvora energije instalisane snage do 5 MW, Federacija BiH je definisala cene otkupa za električnu
energiju proizvedenu u tih elektranama. Iako je
značaj promocije energetske efikasnosti uočen postoji mnogo razloga zašto se potencijal za unapređenje
energetske efikasnosti u potpunosti ne ostvaruje u
mnogim zemljama tranzicije. Postoje mnoge barijere
42
na energetskom tržištu koje se moraju prevazilaziti
ekonomskim podsticajima. Ekonomski podsticaji su
instrumenti kojima država delovanjem kroz tržište
podstiče željeni pravac i intenzitet razvoja. Podsticaji
mogu biti javni i skriveni. Finansijskim instumentima
se podstiče tehnološki i sveukupni društveni razvoj na
bazi racionalizacije potrošnje energije poput uvođenja
taksi na energente. Uvedene takse povećavaju troškove
postrojenja za proizvodnju energije iz neobnovljivih
izvora i povećava ekonomičnost proizvodnje energije iz ekološki prihvatljivih obnovljivih izvora.
Upotrebom ovog modela „šargarepe i štapa“ cena energenata stalno raste dok troškovi korišćenja energije,
usled povećanja energetske efikasnosti, stalno opadaju. Uspešnost ostvarenja ovog principa pokazuje koeficijent cenovne elastičnosti koji pokazuje koliko se
smanjila potrošnja energije u odnosu na povećanje
cene energije.
2.8. Kogeneracija u Republici Hrvatskoj
Kogeneraciona postrojenja u Republici
Hrvatskoj čine 18% proizvodnih kapaciteta u elektroenergetskom sistemu zemlje. U ovim postrojenjima
kao gorivo se najviše koristio prirodni plin i mazut a
u manjoj meri rafinerijski plin i lignit. U 2005. godini u javnim toplanama proizvedeno je 1877 GWh
električne energije od čega se približno 1145 GWh
može smatrati kogeneracijskom električnom energijom. Ekspanzija kogenaracije u ukupnom energetskom sektoru načelno je moguća na vrlo različitim
nivoima snage od nekoliko KWe do više od 100 MWe.
Na iskorišćavanje tog potencijala može se uticati tarifnom politikom kao i drugim sredstvima energetske
politike. U 2009. godini Hrvatska je donela Strategiju energetskog razvoja Republike Hrvatske („Narodne novine“, br. 130/2009) kojom se predviđaju dva
scenarija povećanja neposredne potrošnje energije:
temeljni scenario i održivi scenario. Održivim scenarijem predviđena je stopa rasta energetske efikasnosti od 2,7% godišnje do 2020. godine do ukupnog
iznosa od 386,84 PJ. Mikrokogeneraciona postrojenja
prikladna za instalaciju na nivou porodične kuće ili
stana kapaciteta do 5 KWe još su u fazi izrade i tek
treba dokazati pouzdanost i finansijsku opravdanost.
Realnije je očekivati izgradnju mikrokogeneracijskih postrojenja većeg kapaciteta (10-50 KWe) u
određenom broju višestambenih zgrada čija neto korisna površina premašuje 1000m2. Na atraktivnost
investicionog ulaganja u kogeneracijsko postrojenje
najviše utiče relativni odnos finansijske vrednosti
proizvedene električne energije i troškova goriva koje
se koristi u kogeneraciji. Niske cene električne energi-
je ne pogoduju razvoju kogeneracije. Kogeneracija
ima više troškove pogona i održavanja što je posledica tehničke kompleksnosti u poređenju sa konvencionaonim tehnologijama proizvodnje toplote. Moguća
barijera razvoju kogeneracije mogu predstavljati i visoki troškovi rekonstrukcije distributivne mreže koju
treba prilagoditi povećanoj proizvodnji distribuiranog
viška iz kogeneracije. Mala kogenerativna postrojenja
mogu se suočiti sa složenim postupkom licenciranja
što može značajno povećati trošak primene projekta.
2.9. Kogeneracija u Republici Srbiji
Energetska efikasnost u Srbiji je daleko ispod nivoa, koji je karakterističan za zemlje članicame
Evropske Unije. Ako se zna da energetska efikasnost
u ovim zemljama nije na zadovoljavajućem nivou,
to dovoljno govori o niskoj energetskoj efikasnosti
u našoj zemlji. Razlozi nedovoljne zastupljenosti
sistema kogeneracije u Srbiji su:
Monopol proizvođača električne energije
(nekonkurentni tržišni uslovi za alternativne izvore energije),
Snažna birokratija i složene procedure za
dobijanje svih potrebnih saglasnosti i dozvola.
Faktori relevantni za razvoj kogeneracionih
postrojenja u našoj zemlji su: analiza sličnih postrojenja koje su već u radu ili pak analize dobijene na bazi
prototipa – modela – u eksperimentalnim uslovima,
podaci vezani za postojeći tarifni pravilnik o cenama
električne energije iz elektrodistributivne ili prenosne
mreže za industriju, cene dostupnih raspoloživih goriva, očekivani trend kretanja cena, procena investicionih i pogonskih troškova i troškova održavanja, ostali
parametri lokalnog karaktera, koji mogu značajnije
uticati na objektivnost tehničko-ekonomske analize
(prostorni aspekt, širi društveni značaj i sl.).
Analiza ekonomske opravdanosti kogeneracionih postrojenja zasniva se na:
• Komparaciji sa drugim načinima dobijanja potrebnih količina električne i toplotne
energije. Kao referentni slučaj, najčešće
se uzima nabavka električne energije iz
elektrodistributivne mreže (za kategoriju
domaćinstava), dok se za toplotnu energiju uzima proizvodnja potrebne energije iz
gradske toplane, dakle troškovi goriva pri
njihovoj odvojenoj proizvodnji.
• Investicionim troškovima kogeneracije
(pogonski troškovi, troškovi održavanja,
troškovi kupljene i prodate električne ene-
rgije, planiranog godišnjeg broja sati rada
postrojenja (kriva trajanja opterećenja),
• Ostalim troškovima proizvodnje (radna snaga, troškovi kapitala (bankarske provizije,
interkalarne kamate, i sl.), doprinosi (koncesiona nadoknada, vodoprivredna nadoknada,
porez lokalne zajednice i sl.)
Najznačajniji ekonomski parametri kogeneracionog postrojenja koji opredeljuju razvoj i implementaciju ovih ekološki podobnih obnovljivih izvora energije su:
• Vrednost ukupne investicije,
• Način obezbeđenja potrebnih sredstava (sopstveno učešće, kredit, troškovi finansiranja i
sl.),
• Troškovi amortizacije,
• Troškovi priključenja na elektrodistributivnu (prenosnu) mrežu i troškovi njenog
korišćenja,
• Troškovi priključenja na gasovod,
• Promenljivi troškovi pogona i održavanja,
• Cena goriva za kogeneraciju i cena goriva
potrebnog za pomoćne sisteme (sopstvena
potrošnja),
• Tarife za nabavku i prodaju električne energije,
• Analiza troškova životnog veka projekta
(cost benefit analysis) i
• Broj pogonskih sati postrojenja, (postrojenja opravdana ako je minimalni godišnji broj
pogonskih sati iznad 4.000.
Da bi se obezbedila finansijska podrška implementaciji kogeneracionih postrojenja potrebno je
obezbediti neophodna dokumenta a to su:
• tehnička analiza svih relevantnih faktora,
• analiza ekonomske opravdanosti kogeneracije,
• izrada ekonomske studije (feasibility study)
i
• analiza potencijalnih rizika.
Izvori finansiranja razvoja kogeneracionih
sistema mogu biti:
• konvencionalne kreditne linije (bankarski
sektor),
• subvencionisane kreditine linije (bankarski
sektor i država),
• kreditne linije razvoje banke (država)
• finansijsko tržište (privatni kapital).
Poredeći sa konvencionalnim sistemima za
grejanje i sistemima elektične energije, ekonomske
43
performance kogeneracije koji karakterišu veći investicioni troškovi i neophodna početna kapitalna
ulaganja, rezultirale bi uštedama u dugom roku. [7,
str. 51] Postoji spremnost banaka da finansiraju investicije u domaćinstvima ili privrednim društvima
koji doprinose povećavanju energetske efikasnosti:
Čačanska banka,Volks banka, Procredit banka, Findomestic banka, Univerzal banka, Raiffeisen banka, Intesa banka. Čačanska banka a.d. je u saradnji sa Green
for Growth Fund, u svoju kreditnu ponudu uvrstila
kredite za uštedu energije i korišćenje obnovljivih izvora energije. Investiranjem u ovakvu vrstu projekata
značajno se doprinosi smanjenju troškova energije, a
samim tim i smanjenju ukupnih troškova. Banka je
uzela aktivno učešće u Programu finansiranja projekata unapređenja energetske efikasnosti u 2012.
godini, čiji je nosilac Fond za zaštitu životne sredine.
Krediti se mogu koristiti za različite namene: zamenu
starih kotlova, toplotnu izolaciju omotača zgrade, zamenu starih prozora novim, implementaciju solarnog
sistema grejanja, priključak na gasnu mrežu, instaliranje energetski efikasnih svetiljki, ugradnju sistema
grejanja i hlađenja sa toplotnom pumpom.
Vlada Republike Srbije usvojila je u martu
2012. godine Program unapređenja energetske efikasnosti u 2012. godini, kojim je obezbeđeno 1,3 milijarde
dinara za radove na rekonstrukciji i adaptaciji javnih
i stambenih objekata. Progrаm se sаstoji iz dvа delа.
Jedаn se odnosi nа finаnsirаnje energetske efikаsnosti
u držаvnim objektimа, dok je drugi nаmenjen
grаđаnima. Zа prvu namenu ove godine je predviđeno
milijаrdu dinаrа bespovrаtnih sredstаvа, koje se od
1. mаrtа dodeljuje jedinicаmа lokаlne sаmouprаve i
budžetskim korisnicimа, kаko bi nа svojim zgrаdаmа
promenili stolаriju, poprаvili krovove, ugrаdili kotlove nа biomаsu, finаnsirаli postаvljаnje toplotnih
pumpi i korišćenje obnovljivih izvorа energije. Drugi
deo progrаmа vredаn 300 milionа dinаrа je nаmenjen
zа sufinаnsirаnje kreditа grаđаnа zа podizаnje energetske efikаsnosti porodičnih kućа ili stаnovа. Preko
poslovnih bаnаkа odobravaju se subvencionisаni
krediti zа аdаptаciju kuća i stanova.
Zаhvаljujući ovom Progrаmu očekuje se dа će
sledeće godine, kаdа efekti budu vidljivi, biti ostvаrene
uštede od nekoliko milionа kilovаtа električne energije, аli i ostаlih energentа. Štednjа energije se ističe
kao prioritet ovog trenutkа, jer je Srbijа nа sаmom
zаčelju u pogledu energetske efikаsnosti, jer se u Srbiji koristi 40 odsto više energije po glаvi stаnovnikа
ili po jednom objektu od evropskog prosekа. Podjednako značajna je i revizija energetske efikasnosti i
mogućnosti za unapređenje i poboljšanje u korišćenju
energije. [6, str. 187]
44
ZAKLJUČAK
U Evropskoj uniji ne postoje veliki stepen harmonizacije među državama, tako da se države u velikoj meri razlikuju u pogledu primene kogeneracije.
Trenutno udeo električne energije od kogeneracije
iznosi 11%, sa velikim varijacijama (Danska proizvodi
40% električne energije od kogeneracije, Finska 35%,
Holandija 30%...), sa ciljem da se do 2020. godine
emisija ugljen dioksida i štetnih gasova koji izazivaju
efekat staklene bašte smanji za 20 % i da se obnovljivi izvori energije u ukupnoj potrošnji povećaju za
20%. Trenutni nivo proizvodnje električne energije
od kogeneracije obezbeđuje uštedu od 3-4% ukupnih troškova, tj. smanjenje emisije CO2 od 250 miliona tona. Takođe, u Evropskoj uniji postoje značajne
razlike u nacionalnim zakonodavstvima i u primeni
regulative EU. Pored toga što je direktiva o kogeneraciji 2004/8 otvorila aktivnu politiku kogeneracije
u evropskim državama, jedino su Nemačka, Španija i
Belgija donele dodatne nacionalne zakone i sa dobrim
načinima finansijske podrške obezbeđuju sigurnost
investitora (U Nemačkoj se obezbeđuje dodatna finansijska podrška od 17, 75 evro centi po 1KWh). Belgija je donela Green Sertifikat i kvote kogeneracije,
Španija Dekret o prodaji električne energije od kogeneracije, a Nemačka Zakon o kogeneraciji.
U cilju povećanja energetske efikasnosti u Srbiji, neophodno je doneti posebna zakonska rešenja.
Potrebno je doneti zakon o kogeneraciji i stimulativni
program za energetsku efikasnost koji bi obezbedio
fiksno plaćanje po KWh, zajedno sa investicionim
subvencijama bankarskom sektoru. Neophodno je
obezbediti aktivnije uključenje bankarskog sektora u
program energetske efikasnosti, s obzirom da su trenutno učinjeni tek početni koraci. Jedno od mogućih
rešenja jeste formiranje Srpske razvojne banke, čiji bi
prioriteti bili u funkciji povezivanja energetske efiksasnosti.
Srpska razvojna banka bi predstavljala posebnu vrstu banke, posredstvom koje bi država pružala
pomoć određenim delatnostima i ostvarivala određene
socijalne ciljeve. Potreba održivosti državnih subvencija na dugi rok i analize maksimiziranja efekata ulaganja kapitala, kao i visoke kamatne stope na kredite
privredi, nameću potrebu osnivanja razvojne banke.
Kao mogući prototip Srpske razvojne banke mogla
bi biti Nemačka razvojna banka (KfW entwicklungsbank), koja je osnovana davne 1948. godine, a danas
je poznata kao globalna razvojna banka. Kapital KfW
banke potiče od novca poreskih obveznika i svoje
poslovanje ne obavlja odvojeno od ostalnih poslovnih
banaka, već preko poslovnih banaka, pri čemu je prioritet komplementarnost, a ne konkurentnost.
Razvojnu banku u Srbiji bi trebalo u početku
osnovati kao banku manjeg obima poslovanja, posebnim zakonskim aktom, i sa zabranom prikupljanja
domaćih depozita. Jedan od prioritetnih zadataka takve
banke bila bi energetska efikasnost, slično nemačkoj
KfW banci. Nemačka razvojna banka ne finansira
samo domaće projekte, već ima i veoma uspešno
poslovanje sa drugim državama. Ona obezbeđuje finansijske proizvode regionalnim finansijskim institucijama i omogućava finansiranje investicija u povećanje
energetske efikasnosti i u obnovljive izvore energije
preduzećima i domaćinstvima. Kao vodeća banka
energetske efikasnosti u Evropi svoje poslovanje je
usmerila u južnoistočne evropske finansijske i energetske sektore. KfW banka odobrava dugoročne kreditne linije partnerskim bankama, po tršišnim uslovima za investiranje u energetsku efikasnost i obnovljivu energiju. Sa dodatnim pozajmicama za
obezbeđenje konsultantskih usluga6 partnerske banke
su u mogućnosti da uvrste u svoju ponudu nove inovativne kreditne linije, da dobiju pristup novim klijentima i obezbede rani ulazak na rastuće “zeleno” tržište
kredita. KfW nemačka razvojna banka često otvora
kreditne linije namenjene finansiranju i unapređenju
infrastrukture u opštinama u Srbiji. Vrednost kreditnih sredstava kreće se preko stotinu miliona evra, i
namenjeni su projektima iz sledećih oblasti:
• Vodoprivreda, kanalizacija i upravljanje
otpadnim vodama,
• Upravljanje čvrstim otpadom,
• Zaštita životne sredine i kontrola zagađenja,
• Saobraćajna infrastruktura, sistemi javnog
prevoza i komunikacija,
• Infrastrukturni objekti koji podstiču ekonomski razvoj (npr. industrijske zone),
• Ostale društvene i komunalne usluge (energetska efikasnost i sistemi zagrevanja, obrazovanje, stambene, zdravstvene i ostale komunalne usluge)7
U cilju prevazilaženja uočenih barijera za širu
primenu kogeneracionih postrojenja neophodno je
definisati i implementirati sledeće mere:
6
Projekat tehničke pomoći nudi podršku u: odabiru projekta i
utvrđivanju prioriteta, fazama finansijske i tehničke pripreme projekata, razvoju tehničke projektne dokumentacije, prikupljanju i
razvoju tenderske dokumentacije, izboru ugovarača, oceni i rangiranju ponuda i nadzoru sprovođenja projekta, upravljanju rizicima dugovanja i ostalom dokumentacijom. Ovakva vrsta
pomoći uključuje i organizaciju radionica, foruma, upotrebu
raznih alata i instrumenata za uspešno rukovođenje projektima,
kao i namensku obuku u onim oblastima gde je grupni pristup
izvodljiv i tržišno efikasan.
7
• Doneti jasnu strategiju energetskog razvoja
Srbije i definisati sistem posticaja razvoja
CHP postrojenja,
• Obezbediti povoljnu investicionu klimu
donošenjem odgovarajućih regulatornih okvira,
• Povećati stepen integracije i upravljanja distribucijom električne energije,
• Intezivirati istraživanja mikro CHP
postrojenja,
• Finansijskim mehanizmima stimulisati masovnu proizvodnju mini i mikro kogeneracionih postrojenja i servisne infrastrukture,
• Povećati efikasnost tehnologije biomase i
kombinacije biomase i uglja.
LITERATURA
1. Boyce, M., (2011) Gas Turbine Engineering Handbook, Elsevier
2. Boyle, G., (2004.) Renewable Energy: Power for a
Sustainable Future, Oven University, United Kingdom
3. Buryn, Z., (2011.) Conversion of Coal-Fired Power
Plants to Cogeneration and Combined- Cycle: Thermal and Economic Effectiveness, Springer-Verlag,
London
4. Chastain, S., (2006.) Generators and Inverters:
Building Small Combined Heat and Power Systems
For Remote Locations and Emergency Situations,
Jacksonville, USA,
5. Dincer, Ibrahim, Zamfiresku, Calin (2011) Sustainable energy sistems and aplications, Springer, New
York,
6. Gordić, D., Babić, M., et. al. (2009.) Energy Auditing and Energy savig measures in Zastava automobili“ Factory, Thermal Science: Vol. 13 (2009.) No
1, pp 185-193
7. Knopf, C., (2012.) Modeling, Analysis and Optimization of Process and Energy Systems, John Wiley
& Sons,
8. Praetorius, Barbara (2009) Innovation for sustainable electricity systems: exploring the dynamics of
energy transitions, Physica-Verlag, Heidelberg
9. Praetorius, B., Schneider, L. (2006) Micro
cogeneration:towards a decentralized and sustainable german energy system? 29th IAEE International Conference, Potsdam, 7-10 June 2006
http://www.miclp-serbia.org/
45
Vladimir Vukašinović, Dušan Gordić, Milan Despotović, Milun Babić
Univerzitet u Kragujevcu, Fakultet inženjerskih nauka, Sestre Janjić 6, 34000 Kragujevac
UDC: 662.756.3 : 620.9(4)
Stanje i potencijal biomase kao obnovljivog
izvora energije u zemljama Zapadnog Balkana
REZIME
esigurnost u snabdevanju fosilnim gorivima, kao
i potreba za smanjenjem emisije gasova staklene
bašte, navela je zemlje Evropske Unije da se okrenu
sve većoj primeni obnovljivih izvora energije, kao i da
donesu određene pravilnike koje će regulisati odnose
na ovom polju. Zemlje Zapadnog Balkana, koje se nalaze u procesu pridruživanja, a u cilju harmonizacije
sa regulativom Evropske Unije, usvojile su određene
strategije za razvoj energetike, u kojima se značajno
ističe upotreba obnovljivih izvora energije.
Kako šumsko i poljoprivredno zemljište zauzimaju značajan deo teritorije svake od zemalja, u
radu je prikazano stanje i potencijal biomase, kao jednog od najznačajnijih obnovljivih izvora energije, u
zemljama Zapadnog Balkana. Na osnovu raspoloživih
podataka, ustanovljeno je da drvni i poljoprivredni
ostaci imaju značajni energetski potencijal u svim
zemljama Zapadnog Balkana, međutim postoje
mnogobrojni problemi koji sprečavaju njihovu veću
upotrebu. Rešavanje nekih od ovih problema i u narednom periodu predstavljaće veliki izazov za sve
zemlje.
ABSTRACT
ue to uncertainty in the supply from fossil fuels
and the need to reduce greenhouse gas emissions,
EU have forced to turn more implementation of renewable energy sources and to make specific relations
in this field. All Western Balkan countries are in the
process of association to EU. In order to harmonize
their regulative with EU regulative, Western Balkan
countries have adopted certain strategies for energy
development that accentuate the significant use of biomass and other forms of renewable energy sources.
Forest land and agricultural land occupy a
significant part of the territory of each Western Balkan country. Therefore, the state and potential of biomass as one of the most important renewable energy
sources in Western Balkans was presented in this paper. Comparative analysis of biomass as energy use
and potential for all Western Balkans countries were
performed based on systematized national statistical
data. It was established that wood and agricultural
residues have significant energy potential in those
countries. Nerveless, there are many problems that
make obstacles for their greater use. Solving some
of these problems in the future will represent a major
challenge for all Western Balkans countries.
Ključne reči: biomasa, ogrevno drvo, poljoprivredni ostaci, obnovljivi izvori energije, Zapadni
Balkan
Key words: biomass, firewood, agricultural
residues, renewable energy, Western Balkans countries
1. UVOD
održivim izvorima energije neophodna. Evropski energetski sektor se trenutno suočava sa brojnim izazovima, kao što su osiguravanje sigurnosti snabdevanja
energijom, stabilizacija i smanjenje emisije gasova
staklene bašte, i održavanje konkurentnosti privrede
kroz zadržavanje cena energenata na pristupačnom
N
Rezerve fosilnih goriva su ograničene i koncentrisane u relativno malom broju država, koje se uglavnom nalaze van evropskog kontinenta. Pored toga
što su ograničena, fosilna goriva doprinose i podizanju nivoa globalnog zagrevanja, pa je tranzicija ka
46
D
nivou [1]. Zbog toga, su se sve zemlje članice Evropske Unije (EU) obavezale na promene odnosa u
energetskom sektoru, koje se temelje na zajedničkim
pravilima propisanim u direktivama EU [2]. Vlade
svih zemalja Zapadnog Balkana (Albanija, Bosna i
Hercegovina, Crna Gora, Hrvatska, Makedonija, Srbija i Kosovo/UN Interim Administration Mission in
Kosovo (UNMIK)), Vlade Rumunije i Vlade Bugarske, potpisali su u Atini 2005. Ugovor o osnivanju
Energetske zajednice (ugovor između EU i zemalja
jugoistočne Evrope), koji je stupio na snagu 1. jula
2006. godine. Ovim ugovorom se podrazumeva:
formiranje stabilnog regulatornog i tržišnog okvira
električne energije i gasa, sposobnog za privlačenje
investicija i predstavlja preduslov ekonomskog i socijalnog napretka; stvaranje jedinstvenog regulatornog
prostora za trgovinu električnom energijom i gasom;
povećanje sigurnosti snabdevanja; unapređenje zaštite
životne sredine i podsticaj korišćenja obnovljivih izvora energije (OIE); podsticanje konkurentnosti na
tržištu električne energije i gasa. Ratifikacijom ovog
ugovora, između ostalog, zemlje Zapadnog Balkana su prihvatile obavezu primene direktiva koje za
cilj imaju povećanje korišćenja OIE, i to Direktive
2001/77/EK o promovisanju proizvodnje električne
energije iz obnovljivih izvora energije u unutrašnjem
tržištu energije i Direktive 2003/30/EK o promovisanju korišćenja biogoriva i drugih goriva iz obnovljivih
izvora energije u sektoru saobraćaja, kao i Direktive
2009/28/EC o promovisanju upotrebe energije iz obnovljivih izvora kojom se menjaju i dopunjavaju i na
osnovu koje pOIEtaju da važe Direktive 2001/77/EK
i 2003/30/EK.
2. OIE in Western Balkan
Pod pojmom obnovljivi izvori energije, vezano za zemlje Zapadnog Balkana, podrazumevaju se:
biomasa, hidropotencijali velikih i malih vodnih tokova (sa objektima do 10 MW), geotermalna energija,
energija vetra i neakumulisana sunčeva energija [3].
Prema sistematizovanim podacima Međunarodne
agencije za energiju (International Energy Agency IEA), godišnje korišćenje OIE u zemljama Zapadnog
Balkana se kreće od 0,3 Mtoe u Makedoniji do 1,2
Mtoe u Srbiji, dok se procentualno učešće OIE u ukupnoj primarnoj energiji (Total Primary Energy - TPE)
kreće od 8,1% u Srbiji i 10,9% u Hrvatskoj do 38,8%
u Albaniji, Tabela 1 [4].
Podaci prikazani u tabeli 1, pokazuju da zemlje Zapadnog Balkana imaju udeo OIE u TPE koji je,
osim u Srbiji, iznad proseka zemalja OECD Europe.
U skladu sa ciljem direktive 2009/28/EC, da OIE
učestvuje sa 20% u bruto finalnoj potrošnji do 2020
godine, može se zaključiti da je Albanija, zahvaljujući
znatnom udelu energije iz hidroelektana, premašila
ovaj udeo.
Biomasa predstavlja obnovljivi izvor energije
koji se može koristiti kao zamena za fosilna goriva u
proizvodnji toplotne i električne energije i uticati na
smanjenje energetske zavisnosti. Pod biomasom se,
u skladu sa direktivama EU, podrazumevaju biološki
razgradive materije nastale u poljoprivredi, šumarstvu,
stočarstvu i sa tim vezanoj industriji, kao i biološki
razgradivi deo industrijskog i gradskog otpada [5]. U
poljoprivredi, šumarstvu, industriji prerade drveta i
komunalnoj delatnosti proizvode se značajne količine
biomase, tj. organske materije, koje se mogu koristiti u energetske svrhe kao alternativno gorivo ili kao
sirovina za proizvodnju goriva. Za razliku od fosilnih
goriva, sagorevanjem biomase se ne povećava količina
CO2 u atmosferi, pa se samim tim ostvaruje pozitivan
uticaj na životnu sredinu. Osnovna prednost biomase
kao energetskog izvora, ogleda se u njenim karakteristikama koje su slične uglju, za razliku od koga ne
emituje SO2 prilikom sagorevanja. Biomasa je oduvek
bila izvor energije za čoveka, prvo kao hrana, a potom
i kao toplota koju je dobijao sagorevanjem. Trenutno, biomasa na godišnjem nivou pokriva nešto više
od 10% (oko 955 Mtoe - 40 EJ), potrošene primarne
Tabela 1. Udeo obnovljivih izvora energije u ukupnoj primarnoj energiji (podaci za 2009)
* Podaci za Crnu Goru nisu dostupni u energetskim statistikama Izvor: Ref. [4]
47
Tabela 2. Potencijal biomase po regionima u svetu [EJ]
Izvor: Ref. [6]
energije u svetu [6,7]. U tabeli 2, prikazan je godišnji
potencijal biomase po regionima u svetu.
U većini zemalja Zapadnog Balkana poljoprivredno i šumsko zemljiste zauzimaju značajne
površine, te stoga, biomasa predstavlja jedan od
značajnih OIE i njen udeo u OIE za 2009. godinu,
kreće se od 24,4% u Srbiji do 62,2 % u Makedoniji,
tabela 3.
Potencijal za korišćenje biomase kao energenta je veći od prikazanog u tabeli 3, jer iskustva
pokazuju da je potencijal biomase u zemljama Zapadnog Balkana mnogo veći. Međutim koliko je realno
moguće koristiti biomasu u energetske svrhe, vrlo je
teško proceniti. U daljem tekstu biće obrađeno stanje
i potencijal korišćenja enrgije iz biomase, posebno
drveta i ostataka od ratarske proizvodnje, u zemljama
Zapadnog Balkana.
3. BIOMASA KAO ENERGENT PO ZEMLJAMA
3.1. Albanija
Energija biomase, u vidu enrgije koja se
može dobiti iz drveta, poljoprivrednih ostataka i
životinjskog otpada, može biti veoma važan izvor
energije u budućnosti Albanije [8]. Ogrevno drvo i
poljoprivredna biomasa imaju veliki potencijal pod
uslovom da se adekvatno upravlja šumama i da se
poljoprivredni ostaci koriste lokalno. Ukupna poljoprivredna površina, uključujući i šume i pašnjake je
oko 2,1 miliona hektara, obradivo zemljište zauzima
24% površine. Šume zauzimaju 36% teritorije zemlje,
a pašnjaci oko 15% [9,10].
Godišnja produkcija ogrevnog drveta za period 2006 - 2010. godine prikazana je u tabeli 4. Šume
u Albaniji zauzimaju površinu od 1,04 miliona ha i sa
te površine se godišnje poseče oko 127.000 m3 drveta
koje se direktno koristi kao energent. Energija koja je
dobijena iz drveta najčešće se koristi za zagrevanje
kuća i spremanje hrane u tradicionalnim pećima. Pored
direktne produkcije ogrevnog drveta sečenjem šuma,
Albanija raspolaže i sa oko 2,2 milona m3 drvnih ostataka koji se takođe mogu koristiti kao energent [9,10].
Prema „Aktivnom scenariju“ Nacionalne strategije za
energetiku i Akcionom planu Albanije, predviđeno je
da upotreba ogrevnog drveta opada sa 226,6 ktoe u
1999. do 183,4 ktoe u 2015., dok bi prema „Pasivnom
scenariju“ iste strategije upotreba ogrevnog drveta
iznosila 378 ktoe u 2015. godini [11].
Tabela 3. Udeo biomase u obnovljivim izvorima energije za zemlje (podaci za 2009)
Izvor: Ref. [4]
48
Najvažniji ratarski ostaci proizilaze od uzgoja žitarica (pšenica, kukuruz, raž, ječam i ovas) sa
oko 147.000 hektara pod kultivacijom. Skoro celokupna ratarska proizvodnja se odvija u okviru manjih
domaćinstava, odnosno u Albaniji ne postoje velike
organizacije koje se bave ratarstvom i koje bi uzgajale
žitarice u velikim količinama. U malim domaćinstvima
najčešće postoji kombinovana ratarska i stocarska
proizvodnja, što podrazumeva da se ratarski proizvodi ili ostaci koriste kao hrana za uzgoj zivotinja,
o čemu najbolje govore podaci Instituta za statistiku,
prema kojima se kombinovana proizvodnja odvija u
oko 350.000 farmi dok se samo ratarska proizvodnja
odvija u oko 48.000 farmi [12]. Zapravo, u Albaniji
ne postoji tržište za otkup poljoprivrednih ostataka,
koji se mogu koristiti kao izvori energije, što rezultira
time da ratari poljoprivredne ostatke, ukoliko ih već
ne koriste kao hranu za domaće životinje, spaljuju na
njivama. Ratarska proizvodnja blago opada iz godine
u godinu i jedan od glavnih razloga je to što ratari nisu
previše zainteresovani zbog visokih troškova [9].
U tabeli 5. data je procena ostataka od ratarske
proizvodnje. Podaci prikazani u ovoj tabeli dobijeni
su na osnovu statističkih podataka o prinosu za svaku
zemlju i na osnovu modela prikazanog u [19] za procenu količine ostataka koji se bazira na prinosu pojedinih ratarskih kultura. Najviše ostataka u Albaniji se
produkuje uzgajanjem pšenice i kukuruza, prosečno
godišnje oko 520.000 t.
Tov domaćih životinja se najvećim delom, kao
što je već rečeno, obavlja u malim domaćinstvima i
životinjski otpad se najviše koristi kao đubrivo, jer nije
zastupljen ni jedan sistem za konverziju životinjskog
otpada u energiju [9].
3.2. Bosna i Hercegovina
Šume su glavni prirodni resurs u Bosni i Hercegovini, i ona je jedna od najbogatijih zemalja u
Evropi u pogledu odnosa šumskog pokrivača prema
ukupnoj površini zemlje. Više od 60% stanovništva,
uključujući gotovo sve siromašnije porodice u seoskim i prigradskim područjima, koriste ogrevno drvo
kao glavno gorivo za grejanje prostora [20].
Potencijal biomase u Bosni i Hercegovini, baziran na šumskim ostacima, otpadu od prerade drveta,
poljoprivrednim ostacima i preradi hrane može se
smatrati veoma značajnim. Šume i šumsko zemljište
zauzimaju 43% teritorije Bosne i Hercegovine (oko 2,7
miliona hektara) [8,10]. Šumske površine se godišnje
umanjuju za 0,1%, od čega se za energetske potrebe
godišnje poseče oko 1.347.000 m3 drveta, tabela 4.
Kako se seča šuma ne vrši samo za energetske potrebe, već i za potrebe drvoprerađivačke i
drugih vrsta industrije, dolazi do generisanja značajne
količine drvnih ostataka. Procenjuje se da bi drvni
ostaci mogli godišnje proizvesti približno 447,1 ktoe
(5200 GWh) električne energije [8,10].
Što se tiče ostataka iz oblasti ratarskih kultura,
zasada voća i stočarstva, postoji značajan potencijal
za njihovo prikupljanje i korišćenje, uključujući i
đubriva iz intenzivne farme. Poljoprivredni ostaci imaju značajan energetski potencijal u Republici Srpskoj,
kao i centralnim i južnim delovima Federacije Bosne
i Hercegovine. Energetski potencijal poljoprivrednih
ostataka je oko 242,8 ktoe (10,166 PJ). Glavni problem u poljoprivrednom sektoru je geografska nepovezanost poljoprivrednih polja, čija je ukupna površina
oko 400.000 hektara u Bosni i Hercegovini. Procenjeno je da 50% obradivog zemljišta u Federaciji BiH
i 30% u Republici Srpskoj nije kultivisano, a kultivacioni trend opada iz godine u godinu [20].
U Bosni i Hercegovini, kao i u Albaniji, pšenica
i kukuruz predstavljaju najznačajnije ratarske kulture.
Kako se može videti u tabeli 5. najviše ostataka ostaje
od uzgajanja kukuruza, blizu 1.000.000 tona, dok se
uzgajanjem ostalih ratarskih kultura ukupno generiše
oko 350.000 t ostataka.
Tabela 4. Produkcija ogrevnog drveta [m3]
* Prilikom proračuna energetskog ekvivalenta uzeto je da je prosečna energetska vrednost drveta 18 MJ/kg [19]
Izvor: Ref. [12-18]
49
Farme koje se bave stočarskom proizvodnjom su relativno male (20 krava, 100 svinja i 5.000
do 12.000 živine). Zbog upotrebe organskih đubriva u
ratarstvu i pri trenutnoj situaciji na tržištu električne
energije, potencijalne investicije u biogasna postrojenja imale bi relativno dug period otplate. Vreme za
koje bi se otplatile potencijalne investicije iznosi oko
8 do 10 godina za farme krava, 11 - 14 godina, za
farme svinja, dok je period otplate za živinarske farme
oko 7,5 do 9,5 godina [21].
3.3. Hrvatska
Biomasa se koristi u ruralnim sredinama
(u svim regionima Hrvatske) u velikim količinama
za grejanje i kuvanje. Ogrevno drvo i komercijalno i nekomercijalno sečenje šuma iznosilo je 8,4%
potrošnje primarne energije u 2008 i energija biomase
je jedan od najvažnijih OIE u Hrvatskoj [14]. Kako
36% od ukupne površine čini šuma, i sa jakom poljoprivredom i drvnom industrijom, biomasa ima veliki
potencijal kao OIE, mada u prošlosti, biomasa nikada
nije zauzimala značajno mesto u energetskoj politici
Republike Hrvatske.
Šume u Hrvatskoj zauzimaju površinu od 2,23
miliona ha sa koje se godišnje poseče oko 865.000 m3
drveta koje se koristi kao energent, Tabela 4. Oko 1,8
- 1,9 miliona m3 (280 ktoe ili 12,1 PJ) čvrstih drvenih
ostataka je na raspolaganju za proizvodnju energije,
od čega oko polovine potiče iz industrije prerade drveta. Hrvatska ima značajno učešće šumskog zemljišta u
ukupnom državnom vlasništvu zemljišta (44%) [22].
Poljoprivredni ostaci od ratarske i voćarske
proizvodnje su, u značajnim količinama, dostupni za
upotrebu u energetske svrhe. Najvažniji ostaci ratarske proizvodnje koji se mogu iskoristiti u energetske
svrhe dolaze od uzgoja pšenice i kukuruza.
Republika Hrvatska postavlja cilj da se u 2020
godini koristi oko 621 ktoe (26 PJ) energije iz biomase
[23].
3.4. Makedonija
Vrste i regionalni raspored izvora biomase u
Makedoniji zavisi od karakteristika pojedinih regiona.
Biomasa je uglavnom na raspolaganju u poljoprivrednim i šumskim regionima zemlje. Od ukupne količine
biomase za energetske svrhe, drvo i (drveni ugalj)
daju oko 80%. Pod šumskim zemljištem u Makedoniji računa se 1,16 miliona hektara, od čega je pod
šumama 950.000 hektara. Državne šume čine 90,14%
od ukupne površine, dok je njihov ukupan udeo u
50
rezervi drveta 92,2% [24]. Sa šumskih površina u periodu 2006-2010. prosečno je godišnje posečeno oko
510.000 m3 ogrevnog drveta, tabela 4.
Posle lignita, biomasa je drugi najznačajniji
oblik goriva iz domaćih izvora energije, u energetskom
bilansu Makedonije, sa 166 ktoe (1930 GWh, 6950
TJ), što je 11,5% od ukupne proizvedene energije u
Republici Makedoniji (u 2006), ili 6% od ukupne
potrošnje primarne energije. Biomasa ima udeo od
skoro 10% (ili 163 ktoe) u ukupnoj finalnoj potrošnji
energije u 2006. Ukupna potrošnja biomase do 2020
će se povećati do 249,4 ktoe (2900 GWh), odnosno
244,2 ktoe (2840 GWh) za osnovni scenario i scenario
sa jačim merama energetske efikasnosti, respektivno
[24].
Struktura ratarske proizvodnje u Makedoniji je
slična kao i u Albaniji, odnosno najveći deo ratarskih
proizvoda se dobija u malim i to mahom mešovitim
farmama. U najvećem obimu se proizvode pšenica,
kukuruz i ječam, tabela 5, pri čemu se njihovim uzgajanjem generiše oko 510.000 t ostataka, koji potencijalno mogu biti izvor energije.
Potencijal za proizvodnju električne energije
iz biogasa nije dovoljno ispitan. Strategija energetskog
razvoja Republike Makedonije do 2030. predviđa da
će ovi objekti imati ukupnu snagu od 7 - 10 MW do
2020 sa godišnjom proizvodnjom od 20 - 30 GWh
(1,7 - 2,6 ktoe) [24].
3.5. Crna Gora
Energetski potencijal biomase u Crnoj Gori
zasniva se na šumskim bogatstvima, ostacima od prerade drveta i poljoprivredi. Šume u Crnoj Gori zauzimaju površinu od 627.000 ha i predstavljaju 42% od
ukupne površine Crne Gore [10]. Šume predstavljaju
36%, ratarske površine 28%, dok 33% ukupne površine
zemljišta predstavlja neodređeni tip, tj. mešavinu ratarskih površina i prirodne vegetacije [25].
Drvo se uglavnom koristi za grejanje stanova. Na osnovu sprovedenih istrazivanja izvrsene su
procene koje pokazuju da je potencijal drvne biomase
na 2,6 m3/ha godišnje [8], dok se sadašnjem nivou
potrošnje godišnje poseče oko 156.000 m3 drveta, tabela 4. Pored ove količine drveta koja se koristi kao
energent, u Crnoj Gori se prema G. Danon et al. [26]
više 400.000 m3 drvnih ostataka može koristiti kao
čvrsto biogorivo.
Prosečna stopa iskorišćenosti zemljišta u poljoprivredne svrhe iznosi oko 12%. Raspored zemljišta
namenjenog za poljoprivredne svrhe na čitavoj teritoriji Crne Gore prilično je neujednačen. Na teritoriji 5
od ukupno 21 opštine nalazi se više od 50% celokupnog poljoprivrednog zemljišta u Crnoj Gori. Najčešće
zastupljeni tipovi poljoprivrednih oblasti, su zelene
površine, trajni pašnjaci i livade, koji čine 87% od
ukupnog poljoprivrednog zemljišta [25].
Kako je 87% poljoprivrednog zemljišta nekultivisano, poljoprivredna proizvodnja je na malom nivou. Iz tog razloga generišu se i male količine poljoprivrednih ostataka koje se mogu koristiti kao izvor
energije. Prosečna godišnja količina ostataka koja se
generiše u Crnoj Gori iznosi oko 15.000 t, što je u
poređenju sa zemljama iz okruženja zanemarljiv potencijal.
Iako su potrebna dodatna istraživanja za dobijanje pouzdanijih podataka, procenjeni tehnički potencijal je dovoljan za najmanje 3 do 5 manjih elektrana kapaciteta između 5 i 10 MW koje bi kao gorivo
koristile biomasu. Za sada, Strategija energetskog
razvoja Crne Gore do 2025 ne predviđa izgradnju istih, ali je otvorena za potencijalne privatne investitore.
Strategija ne predviđa značajnije korišćenja biogasa
do 2025. godine. Izgradnja objekta za korišćenje komunalnog otpada kapaciteta 10 MW je planirana do
2025. Strategija predviđa korišćenje biogoriva posle
2010 godine. Godine 2025, potrošnja biogoriva bi bila
oko 16,2 ktoe (0,68 PJ) [8, 27].
3.5. Srbija
Različite procene pokazuju da energetski potencijal biomase iznosi 2.400 ktoe godišnje (62,7%
učešća u ukupnom potencijalu OIE), gde 1.000 ktoe
predstavlja potencijal drvne biomase (seča drveta
i otpaci drvne mase pri njenoj primarnoj i sekundarnoj preradi), a više od 1.400 ktoe se sastoji od poljoprivredne biomase (ostaci poljoprivrednih i ratarskih
kultura, uključujući i tečni stajnjak) [1].
Prema popisu iz 2007, ukupna površina pod
šumama u Republici Srbiji je oko 2,25 miliona he-
ktara, od kojih 47% je u državnom vlasništvu, a 53%
je u privatnom vlasništvu. Srbija se smatra srednje
pošumljenom zemljom, oko 29% teritorije Srbije (bez
Kosova) je pokriveno šumama i ako se nisko rastinje
(žbunje i grmlje) uzme u obzir šume ukupno pokrivaju oko 34% teritorije Srbije [28]. Ukupan godišnji
zapreminski prirast drvne zapremine u Srbiji iznosi 6,2
miliona m3. Prosečna zapremina je 101,7 m3 po hektaru, odnosno zapreminski prirast 2,6 m3/ha, što pokazuje da se godišnje u šumama akumulira 1,22 Mtoe.
Pošumljavanje je sada oko 10% veći nego u 1957, a
prema Prostornom planu Srbije trebalo bi da dostigne
41,4% [29]. Prema podacima RZS koji su prikazani u
tabeli 4, godišnje se poseče oko 1.350.000 m3 drveta,
koje se koristi kao energent. Kako u šumama Srbije,
ostaje i veća količina drvenih ostataka, realno bi za
dobijanje toplotne energije bez većih ulaganja, a sa
boljom organizacijom moglo da se koriste oko 1,1
milion m3 drvenih ostataka. Međutim, uprkos ovom
potencijalu, drvo zauzima još uvek niske pozicije u
zadovoljenju energetskih potreba. Glavni razlog za
to je veliko nerazumevanje da domaće snabdevanje
drvnom biomasom može da obezbedi čistu energiju
iz obnovljivog izvora, kao i dodatne koristi koje drvo
pruža.
Srbija ima značajnu ratarsku proizvodnju, iz
koje se generiše oko 10 miliona tona ostataka godišnje,
tabela 5, koji se mogu koristiti kao potencijalni izvor
energije. Najznačajniji deo raspoloživih biljnih ostataka, koji se mogu koristiti u energetske svrhe, nalazi
se u Vojvodini. Neznatan deo ostataka se koristi u energetske svrhe, pre svega zbog niske cene električne
energije [30].
Procena je da upotrebljivi energetski potencijal životinjskog otpada iznosi oko 450 ktoe
godišnje. Strategija razvoja energetike procenjuje
da će, do 2015, oko 7% (3.183.000 Nm3/god) biti
iskorišćeno za proizvodnju električne energije [31].
Izgradnja više postrojenja za iskorišćenje
biomase i biogasa (ukupne snage 7 MW), planirana
Tabela 5. Ostaci od ratarske proizvodnje, prosečno 2006 - 2010 [103 t]
* Prilikom proračuna energetskog ekvivalenta uzeto je da je prosečna energetska vrednost ostataka od ratarskih kultura 14 MJ/kg
51
posmatra u odnosu na broj stanovnika dobijaju se
nešto drugačije vrednosti, slika 1. Ogrevno drvo se u
ovim zemljama koristi na tradicionalan način. Udeo
tradicionalnih goriva u potrošnji energije, zavisi pre
svega od stepena razvijenosti zemlje, ali i od prirodnih bogatstava i klimatskih uslova [34]. Na slici 2,
prikazan je udeo ogrevnog drveta u ukupnoj potrošnji
4. KOMPARATIVNA ANALIZA
energije prema BDP po stanovniku, na kojoj se može
U svim zemljama Zapadnog Balkana (posebno uočiti da zemlje sa najnižim BDP po stanovniku
u ruralnim predelima) ogrevno drvo predstavlja jedan najviše koriste ogrevno drvo.
od najznacajnijih izvora energije, pre svega toplotne.
Kada je u pitanju Bosna i Hercegovina, raIz tabele 4, se može uočiti da se najveća količina zlog za ovakve rezultate treba tražiti u činjenici da
ogrevnog drveta produkuje u Bosni i Hercegovini i je ove zemlja jedna od najbogatijih zemalje Evrope
Srbiji, dok se najmanja količina produkuje u Albaniji u pogledu površine pod šumama u odnosu na terii Crnoj Gori. Međutim, kada se kada se ova količina toriju zemlje, kao i u činjenici da usled slabe razvijenosti privrede preko 60%
stanovništva koristi ogrevno
drvo za zagrevanje prostora
i sprem anje hrane. Sa druge
strane razloge najmanjeg
produkovanja ogrevnog drveta u Albaniji možemo pronaći
u više činjenica, iako je Albanija zemlja sa najnižim
BDP. Albanija je primorska
zemlja u kojima jednim delom preovlađuje mediteranska, a drugim delom umereno-kontinetalna klima, za
koje su karakteristična topla
leta i umerene zime. Pored
toga Albanija je zemlja koja
Slika 1. Potrošnja ogrevnog drveta na hiljadu stanovnika za zemlje Zapadnog preko 97% električne enrgije
dobija iz hiroelektrana što
Balkana
ovaj vid energije čini veoma
ekonomičnim.
Najveći
energetski
potencijal od ostataka koji se
produkuju pri ratarskoj proizvodnji imaju Srbija i Hrvatska,
dok najmanji potencijal ima
Crna Gora, slika 3. Podaci sa
ove slike pokazuju da Srbija i
Hrvatska pojedinačno produkuju više poljoprivrednih ostataka nego ostale četiri zemlje zajedno. Jedan od glavnih
razloga za ovakvo stanje je
to što značajan seveni delove
obe zemlje zahvataju prostor
Panonske nizije koja se odlikuje izuzetnom pogodnošću
Slika 2. Procenat ogrevnog drveta u ukupnoj potrošnji energije u odnosu na za uzgajanje ratarskih kuBDP po glavi stanovnika za zemlje Zapadnog Balkana
je za period 2009 - 2012, pri čemu je planirano da se
izgradnjom više kotlovskih jedinica dostigne 870 ktoe/
god proizvedene toplotne energije iz drvne biomase u
2015. [32].
52
predstavlja vid neefikasnog
iskorišćenje drvne biomase.
Ovaj problem i u narednom
periodu biće vrlo teško rešiti,
posebno u ruralnim predelima, gde je socijalna struktura
stanovništva takva da teško
prihvata promene u pogledu
tradicionalno
stečenih
iskustava i navika. U urbanim
sredinama takođe postoje velike grupe stanovništva, u
određenim regionima i cele
opštine koje koriste ogrevno
drvo. Drvna biomasa se može
efikasno koristiti u vidu peleta
Slika 3. Potencijalna količina energije iz poljoprivrednih ostataka na hiljadu i briketa, za čije dobijanje se
stanovnika za zemlje Zapadnog Balkana
mogu koristiti i drvni ostaci
od primarne i finalne obrade
ltura, dok sa druge strane veći deo Crne Gore zauzima drveta, kao i šumski ostaci. Drvni ostaci u formi peleta
i briketa, koriste se u malim količinama u individualzemljište pretežno krečnjačkog sastava.
Iako u svim zemljama, osim u Crnoj Gori, nim slučajevima. Prednost urbanih sredina jmogućnost
postoje značajnije količine ostataka od ratarske proi- izgradnje kogenerativnog sistema daljinskog grejanja
zvodnje, nije moguće koristiti celokupni potencijal koji koristi biomasu kao gorivo. Korišćenjem biomase
po- ljoprivredne biomase za proizvodnju energije. u ovu svrhu zemlje Zapadnog Balkana mogu značajno
Između ratara, stočara, tehnologa, inženjera i osta- povećati efikasnost korišćenja biomase kao goriva
lih potencijalnih korisnika biomase iz poljoprivrede, (pre svega drveta) i na taj način oni mogu da ostvare
postoje različita mišljenja u koje bi svrhe bilo naj- dvostrukeu korist po pitanju smanjenja emisije gapovoljnije koristiti biomasu. Neke procene ukazuju sova staklene bašte (pre svih ugljen-dioksida). Pored
na to da se bez većih posledica za očuvanje kvalite- toga, stanovništvo u gradskim sredinama se lakše
ta zemljišta u svrhu dobijanja energije može isko- prilagođava promenama.
risti 25 -30% tih resursa [35]. Međutim, očuvanje
Iskorišćenost energetskog potencijala pokvaliteta zemljišta nije jedina prepreka značajnijem ljoprivrednih ostataka je veoma neizvesno iz više raiskorišćenju ostataka u energetske svrhe. Drugi prob- zloga. Postoje različita mišljenja po pitanju načina na
lem koji se javlj, a karakterističan je za pretežno brd- koji je najefikasnije iskoristiti poljoprivredne ostatke.
sko-planinske zemlje, kakve su Albanija, Makedonija Najnepovoljniji oblik „iskorišćenja“ poljoprivrednih
i Bosna i Hercegovina, je teritorijalna razuđenost ostataka, predstavlja njihovo spaljivanje na njivama,
farmi koje se bave ratarskom proizvodnjom kao i što često ima veoma štetne posledice po životnu sreloša saobraćajna infrastruktura što dodatno otežava i dinu. Preoravanje u cilju povećanja kvaliteta zemljišta
onako neekonomično prikupljanje ostataka. Činjenica i korišćenje kao hrane za tov domaćih životinja,
je da su i Srbija i Hrvatska pretežno brdsko-planinske predstavljaju, takođe, česte oblike iskorišćenja pozemlje, ali se više od polovine ratarske proizvodnje ljoprivrednih ostataka. Energetsko iskorišćenje poobavlja u severnom ravničarskom delu.
ljoprivrednih ostataka je slabo zastupljeno, a raniji
pokušaji prerade ostataka u energente najčešće su se
neslavno završavali. Razlozi za to su bili finansijske
prirode, a u nedostatku podrške nadležnih državnih in5. ZAKLJUČAK
Biomasa predstavlja jedan od značajnih en- stitucija. U određenim zemljama, kao što su Albanija
ergetskih izvora u zemljama Zapadnog Balkana. i BiH, probleme vezane za značajniju iskorišćenost
Međutim, u svim ovim zemljama koristi se mali deo poljoprivrednih ostataka u energetske svrhe, predstaraspoloživog energetskog potencijala, najčešće u vidu vlja geografska nepovezanost, kao i teška pristupačnost
tradicionalnog korišćenja drvne biomase za kuvanje domaćinstvima koja se bave uzgojem žitarica. Lokalno
i zagrevanje prostora. Korišćenje ogrevnog drveta iskorišćenje poljoprivrednih ostataka može značajno
kao goriva za zagrevanje prostora i kuvanje hrane doprineti razvoju ruralnih oblasti, ali će ostvarivanje
53
ovog cilja biti potrebno uložiti velike napore i finansijska sredstva.
Organizovano prikupljanje ostataka od
stočarstva, kao što je slučaj i sa poljoprivednim ostacima, može doprineti razvoju ruralnih sredina, pre svega
u vidu elektrifikacije udaljenih područja korišćenjem
mini i mikro kogenerativnih (CHP) postrojenja. U
budućnosti, neće biti lako da se organizuje prikupljanje životinjskog đubriva, kako iz tehničkih tako i
iz finansijskih razloga. Tehnički problemi su vezani
za prostornu udaljenost domaćinstava koja se bave
stočarskom proizvodnjom. Oni takođe uključuju
otežan pristup farmama zbog loše saobraćajne infrastrukture. S druge strane, prikupljanje stajnjak sa
malih gazdinstava uz otežan pristup zahteva relativno
velika finansijska sredstva.
6. LITERATURA
[1] A. Mihajlov: Opportunities and challenges for a
sustainable energy policy in SE Europe: SE European Energy Community Treaty. Renewable and
Sustainable Energy Reviews 2010;14:872-75.
[2] I. Raguzin, Ž. Tomšić: Legislation framework
for Croatian renewable energy sources development. Thermal Science 2007;11(3):27-42.
[3] M. Babić, D. Gordić, M. Despotović, N. Jovičić,
V. Šušteršič, V. Babić: Razvojni ekonomsko-legislativni orijentiri programa ostvarivanja Strategije razvoja energetike Republike Srbije u oblasti
obnovljivih izvora energije. Energija, List Saveza
energetičara: Energija, ekonomija i ekologija
2007;9(1-2):16-38.
[4] IEA International Energy Agency. Renewables
information. Paris: OECD/IEA;2011.
[5] Š.Mandal, Z. Mihajlović-Milanović, M.
Nikolić: Ekonomika energetike - strategija,
ekologija i održivirazvoj, Ekonomski fakultet,
Beograd, 2010.
[6] M.Parikka: Global biomass fuel resources. Biomass and Bioenergy 2004; 27(6):613-20.
[7] B. Steubing, R. Zah, P. Waeger, C. Ludwig: Bioenergy to climb: Assessing the domestic sustainable biomass potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2010;14(8):2256-65.
[8] EBRD European Bank for Reconstruction and Development - Renewable Development Initiative.
Country Profile 2009. http://ebrdrenewables.com
[9] Sh. Karaj, T. Rehl, H. Leis, J. Müller: Analysis of
biomass residues potential for electrical energy
generation in Albania. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2010;14:493-499.
[10] IEA International Energy Agency, Energy in the
54
Western Balkans: The Path to Reform and Reconstruction. In co-operation with the United Nations Development Programme, 2008; Dostupno
na: http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2008/
Balkans2008.pdf
[11] Republic of Albania, The National Strategy of
Energy and Plan of Action. Tirana, 2003.
[12] Podaci Instituta za Statistiku (Institute of Statistics - INSTAT) Republike Albanije za period
2006 – 2010 http://www.instat.gov.al/
[13] Podaci Agencije za statistiku Bosne i Hercegovine
za period 2006 – 2010 http://www.bhas.ba/index.
php?lang=sr i Federalnog zavoda za statistiku
of Federation of Bosnia and Herzegovina http://
www.fzs.ba/index.html i Republičkog zavoda za
statistiku Republike Srpske http://www.rzs.rs.ba/
Latinica.htm
[14] Podaci Državnog zavoda za statistiku Republike
Hrvatske za period 2006 – 2010 http://www.dzs.
hr/default_e.htm
[15] Podaci Državnog zavoda za statistiku Republike
Makedonije za period 2006 – 2010 http://www.
stat.gov.mk/Default_en.aspx
[16] Podaci Zavoda za statistiku Crne Gore za period
2006 – 2010 http://www.monstat.org/eng/index.
php
[17] Podaci Republičkog zavoda za statistiku Republike Srbije za period 2006 – 2010 http://webrzs.
stat.gov.rs/WebSite/
[18] Podaci Statistical Office of UNMIK/Kosovo for
period 2006 – 2010 http://esk.rks-gov.net/eng/
[19] M.Ilić, et al.: Studija – Energetski potencijal i
karakteristike ostataka biomase i tehnologije zanjenu pripremu i energetsko iskorišćenje u Srbiji,
Beograd, 2003.
[20] Energy Sector Study in BIH, Module 12 – Demand side management, energy conservation and
renewable energy sources, 2008.
[21] P.M.Gvero, G.S. Tica, S.I. Petrović, S.V. Papuga, B.M. Jakšić, L.M. Roljić. Renewable energy
sources and their potential role in mitigation of
climate changes and as a sustainable development driver in Bosnia and Herzegovina. Thermal
Science 2010;14(3):641-54.
[22] G. Granić and F. Prebeg: Renewable energy projects in Croatia: Present situation and future activities. Thermal Science 2007;11(3):55-74.
[23] Croatian Parliament, Energy Strategy of the Republic of Croatia. Zagreb, 2009.
[24] Macedonian Ministry of Economy, Strategy for
Energy Development in the Republic of Macedonia until 2030. Skopje, 2010. Available online:
http://www.economy.gov.mk
[25] Italian Ministry for the Environment, Land and
Sea, Renewable Energy Resource Assessment
Republic of Montenegro: Wind, Solar and Biomass Energy Assessment Doc. No. 06-407-H1.
Rev. 2 – February, 2007.
[26] G.J. Danon, M.B. Anđelić, B.D. Glavonjić, R.B.
Kadović, M.A. Furtula: Wood biomass for energy in Montenegro. Thermal Science 2010;14
[3):783-98.
[27] Ministry for Economic Development of Montenegro, Strategy of the Energy Development in the
Montenegro until 2025, Podgorica, 2007.
[28] D. Gordić, Energo-eko menadžment u industriji
nameštaja. Mašinski fakultet, Kragujevac, 2011.
[29] M. Despotović i M. Babić, Energija biomase.
Mašinski fakultet, Kragujevac, 2007.
[30] M. Tešić, M. Babić, M. Martinov: Predstojeći
podsticaji za korišćenje biomase kao energenta.
Savremena poljoprivredna tehnika 2007;33(1-2)
: 53-59.
[31] M. Golusin, Z. Tesic, A. Ostojic: The analysis of
the renewable energy production sector in Serbia. Renewable and Sustainable Energy Reviews
2010; 14:1477-83.
[32] M. Tešić, F. Kiss, Z. Zavargo: Renewable energy
policy in the Republic of Serbia. Renewable and
Sustainable Energy Reviews 2011;15(1):752-58.
[33] M. Ilić, B. Grubor, M. Tešić, The state of biomass
energy in Serbia. Thermal Science 2004;8(2):519.
[34] T.V. Ramachandra, Y. Loerincik, B.V. Shruthi:
Intra and Inter Country Energy Intensity
Trends. The Journal of Energy and Development
2005;31(1):43-84
[35] M. Martinov, M. Tešić, M. Konstantinović,
B. Stepanov. Perspektive u korišćenju
biomase za grejanje domaćinstava u seoskim
područjima. Savremena poljoprivredna tehnika
2005;31(4):211-20.
Napomena: Rad nastao kao rezultat istraživanja na
projektu III 42013 -ISTRAŽIVANJE KOGENERACIONIH POTENCIJALA U KOMUNALNIM I INDUSTRIJSKIM ENEREGANAMA REPUBLIKE
SRBIJE I MOGUĆNOSTI ZA REVITALIZACIJU
POSTOJEĆIH I GRADNJU NOVIH KOGENERACIONIH POSTROJENJA, Ministarstvo za nauku i
tehnološki razvoj Republike Srbije
55
Ivana Tošović
Fakultet inženjerskih nauka u Kragujevcu, Kragujevac, Srbija
UDC: 662.756.2(4)
Upotreba vetrenjača u Srbiji – potencijali,
mogućnosti i nedostaci
REZIME
talni razvoj na polju obnovljivih izvora energije
uslovljen je nedostatkom fosilnih goriva i zagadjenjem životne sredine. Na polju obnovljivih izvora
energije naravno najviše se koristi energija vode,
međutim da bi se zadovoljile sve potrebe i kako bi
se išlo u skladu sa novim propisima, kao što je to
na primer EU-20-20-20 neophodno je razvijati i ostale obnovljive izvore energije. Tema ovog rada je
mogućnost upotrebe vetrenjača u Srbiji, koji su potencijali i koji nedostaci. Vetrenjače se dosta koriste u
Nemačkoj kako u kontinentalnom, tako i u oblastima
mora, takozvane on-shore i off-shore vetrenjače. I
kako u svetu postoji puno vetroparkova, Srbija je danas jedna od retkih država koje nemaju svoj vetropark.
Na to dodatno utiče i feed-in tarifa koja zbog svoje niske otkupne cene nije baš povoljna za razvoj ovakvih
vetroparkova, jer investitori nemaju dovoljno koristi
za ulaganje
ABSTRACT
he constant development in the field of renewable
energy sources is caused by the lack of fossil fuels
and environmental pollution. In the field of renewable
energy sources the most used is water power, however,
to meet the needs and to work out in accordance with
the new regulations, as is the example of the EU-20
20-20, it is necessary to develop other renewable energy. The theme of this work is the possibility of using
wind power in Serbia, the potentials and the disadvantages. Wind generators are widely used in Germany as in a continental and in sea areas, the so-called
on-shore and off-shore wind turbines. And if there is
a lot of wind farms in the world, Serbia is today one
of the few states that do not have a wind farm. This
is further influenced by the feed-in tariff because of
its low purchase price it is not very favorable for the
development of these wind farms, because investors
do not have enough benefits for investment.
Ključne reči: Vetrenjače, Vetroparkovi, Obnovljivi izvori energije, Feed-in tarife
Keywords: The Windmills, Wind Farms, Renewable Energy Sources, Feed-in tariffs
1. UVOD
Rast cena energenata na svetskom tržištu
stvara potrebu za većom racionalizacijom, boljem
i ekonomičnijem iskorišćenju finalne energije [1].
Zbog toga je neophodno pored uvođenja energetske
efikasnosti i razvijati upotrebu obnovljivih izvora
energije. U svetu je trenutno popularno i nužno neophodno razvijati nekonvencionalne izvore energije pa
su zbog toga donete mnoge uredbe i protokoli. Među
njima se ističu EU „20-20-20“ [2], Kyoto protokol,
Climate Change Act 2008. Ovi sporazumi se sprovode
pod CERT (Carbon Emission Reduction Target) [3].
Ideja EU 20-20-20 je da se do 2020. godine:
• za 20% smanji emisija gasova u odnosu na
1990. godinu
• da 20% ukupne energije dolazi iz obnovljivih izvora energije
• za 20% smanji odnos između primarne i projektovane finalne energije
Projekat Kyoto protokola zahteva da se emisija gasova u periodu od 2008.-2012. smanji za 12% u
odnosu na 1990. godinu. Po dogovoru iz 2008. Ideja
je da se emisija do 2050. Godine smanji za 80%.
Sve ovo nas dovodi na temu upotrebe obnovljivih izvora energije u Srbiji. U Srbiji postoje 3 veća
lokaliteta za postavljanje vetrogeneratora [4]:
• Istočni deo Srbije
• Mikrolokaliteti na planinama u centralnom
delu Srbije
S
56
T
slici 1. prikazana je vetrenjača
sa horizontalnom osom na
kojoj se vide sastavni delovi
vetrenjače. Pomoću propelera (1) se preko rotora (2)
energija prenosi na reduktorski deo (6) koji dalje energiju
vetra prenosi na generator (7).
Kočnica (4) služi da se zaustavi rad u slučaju kritičnih uslova. Merenja se vrše pomoću
anemometra i kontrolera (8,
9, 10) i dobijena merenja o
snazi i pravcu vetra se koriste kako bi se ceo radni deo
vetrenjače postavio u dobar
položaj pomoću elektromotora
i menjačke kutije (13, 14).
Više
horizontalnih
vetrenjača povezanih u sistem
predstavljaju vetropark koji je
povezan na mrežu i tako dobijenu energiju dalje šalje u centralnu mrežu. Ukoliko se ovi
vetroparkovi nalaze na kopnu
onda su to onshore vetroparkSlika 1. Sastavni delovi vetrenjače sa horizontalnom osom [5]
ovi. Ukoliko se oni nalaze na
moru onda su to offshore vetroparkovi. Na slici 2 su
• U panonskoj niziji, severno od Dunava
prikazani onshore vetropark u Konstanci u Rumuniji
Tema ovog rada je mogućnost upotrebe pod imenom Fântânele-Cogealac koji će biti najveći
vetrenjača u Srbiji, koji su potencijali i koji nedostaci vetropark u Evropi sa 600 MW, i offshore park u Kenza postavljanje kako manjih tako i većih vetroparko- tu u Engleskoj pod imenom London Array snage 320
va.
MW.
Dve najpopularnije verzije vetrenjača koje
postoje su sa horizontalnom i vertikalnom osom. Na
3. POTENCIJALI VETRA U SRBIJI
Kao što je već rečeno u Srbiji postoji 3 oblasti
pogodne za vetrove i one su prikazane na slici 4.
Te oblasti su [5]:
Slika 2. Onshore vetropark [19]
Slika 3. Offshore vetropark [20]
2. PRINCIP RADA VETRENJAČA I VETROPARKOVA
57
Slika 4. Potencijali vetra u Srbiji [5] – levo,
1. Istočni deo Srbije – Stara Planina, Ozren ,
Vlasina, Rtanj, Deli Jovan, Crni Vrh, itd. U ovim regionima postoje lokacije na kojima je srednja brzina
vetra veća od 6 m/s, što odgovara snazi od Pav=(300400) W/m2. Ova oblast zauzima oko 2000 km2 i u
budućnosti bi tu mogao da bude sagrađen vetropark
od oko 2000 MW;
2. Pešter, Zlatibor, Žabljak, Bjelasica, Kopaonik i Divčibare predstavljaju planinski region na
kojima bi mogle da se nađu mikrolokacije za postavljanje vetrenjača (na visinama većim od 800m nadmorske visine);
3. Panonska nizija, severno od Dunava, predstavlja širi region u kome duva Košava. Ovaj region
se prostire na površini od 2000 km2 i pogodan je za
izgradnju vetrogeneratora, naročito jer već postoji infrastruktura, od puteva do električne mreže, kao i zbog
toga što se u blizini nalaze veliki centri za potrošnju
električne energije. U budućnosti je planirano da ovde
budu izgrađeni vetroparkovi ukupnog kapaciteta od
oko 1500-2000 MW.
4. PLANIRANI PROJEKTI VETROPARKOVA
U SRBIJI U BUDUĆNOSTI
Organizacija koja se aktivno bavi razvojem
svesti o vetroparkovima u Srbiji, kao i kontaktiranjem i saradnjom sa budućim investitorima je SEWEA.
Projekti vetroparkova su jako pogodni, jer je vreme
povraćaja energije uloženo u vetrenjaču jako kratko.
Uložena energija predstavlja energiju uloženu u njenu
58
Istraživanje Wellbury Wind Energy - desno
Slika 5. Opštine u kojima članice SEWEA investiraju
u vetroparkove u Srbiji [7]
proizvodnju, izgradnju i za njeno održavanje. Ono
iznosi 2-3 meseca, što znači da svaka vetrenjača vrati
120-150 puta energiju uloženu u nju [6]. Na slici 5 su
date lokacije opština u kojima su planirani projekti za
buduće vetroparkove.
Planirani projekti u budućnosti u Srbiji su:
1. Alibunar – Ovaj vetropark je planiran od
strane firme WindVision i projektovana snaga ovog
vetroparka je 189 MW [8]. U okviru njega postojaće
63 vetrenjače snage po 3 MW. Ova lokacija je pogodna jer u njenoj okolini postoje povoljni uslovi kao
i slobodan prostor za dodavanje novih vetrenjača, pa
ukoliko investitori odluče moglo bi da se desi da ovde
bude 250 vetrenjača ukupne snage oko 750 MW. Sa
prvom planiranom snagom od 189 MW ovaj vetropark
bi mogao da proizvede 470 000 MWh godišnje, što
odgovara potrošnji 166 000 domaćinstava, tj. dovoljno za bilo koji veći grad u Srbiji izuzev Beograda.
2. Plandište – U plandištu će takođe biti
napravljen vetropark od strane firme Energowind iz
Vršca koja će inače biti jedan od nosilaca projekta i
u Alibunaru [9]. Planirano je da bude izgrađeno 34
vetrenjače ukupne snage 102 MW. Ukupna površina
ovog vetroparka je 4500 hektara. Po merenjima firme
Anemos Gmbh očekivano je čak više i od 2500 sati
godišnje rada pod maksimalnim kapacitetom.
3. Vršac – U okolini Vršca planirana je izgradnja vetroparka „Košava 1“, poznatija i kao „La Piccolina“ koja se sastoji od 2 vetrenjače ukupne snage
6 MW od strane firme MK Fintel Wind [10, 11]. Ovaj
vetropark nastaje u saradnji sa firmom Fintel Energie
Group iz Italije [12]. Kao što se vidi iz ukupne snage
ovo će biti jedan manji vetropark čija ulaganja iznose
oko 9 miliona EUR. Taj projekat predstavlja prvu fazu.
Druga faza ovog projekta je izgradnja mnogo većeg
parka pod imenom „Košava 2“ i okviru tog parka biće
napravljeno još 39 vetrenjača ukupne snage 117 MW.
Time bi se ukupna snaga ovog parka povećala na 123
MW [13].
4. Kovin – U mestu Dolova kod Kovina
planirana je izgradnja vetroparka „Čibuk“ [14]. Izgradnju ovog vetroparka vodiće kompanija „Continental
Wind Partners“ [15]. Planirano je da se izgradnja ovog
vetroparka odvija u dve faze. U prvoj fazi bi bilo postavljeno 57 vetrenjača ukupne minimalne snage od 145
MW, dok bi maksimalna snaga dostigla 172 MW. U
drugoj fazi je planirano da se snaga ovog vetroparka
poveća na ukupnu od 300-350 MW. Ukupna ulaganja
u ovaj vetropark po proceni investitora iznose 450
miliona EUR. Planirano je da se prve turbine zavrte
2014. godine. Kompanija Continental Wind Partners
je izgradila prethodno pomenuti najveći vetropark u
Evropi „Fantanele“ u Rumuniji.
5. Kovin – U planu je projekat i za izgradnju
vetroparka „Bavaništansko polje“. Ovaj vetropark će
praviti firma Wellbury Wind Energy i imaće snagu od
188 MW. Vrednost projekta iznosi oko 350 miliona
EUR [16,17]. Razvoj ovog projekta je predstavljen u
radu na evropskoj konferenciji za energiju vetra 2009.
godine u Marseju [18].
6. Pančevo – Kod Pančeva je planirana izgradnja vetroparka „Bela Anta“ od strane Wellbury Wind
Energy. Ukupna snaga ovog vetroparka biće 120 MW,
dok je vrednost projekta 200-210 miliona EUR [16].
7. Bela Crkva – U Beloj Crkvi je planirana
izgradnja vetroparka „Vračev Gaj“ ukupne snage od
187.5 MW. Takođe je planirana izgradnja vetroparka
„Sušara“ ukupne snage 60 MW [17].
8. Boljevac – U Boljevcu je planirana izgradnja vetroparka „Čestobrodica“ čija je planirana ukupna snaga 200 MW [17]. Investicije u ovaj projekat
iznose 250-300 miliona EUR. Italijanska firma Bondcom Green Energy planira da napravi 40 vetrenjača.
9. Kučevo i Golubac – Na ovoj lokaciji je
planirana izgradnja vetroparka „Krivača“ ukupne
snage 112,8 MW
10. Kula – U Kuli je planirana izgradnja vetroparka „Kula“ ukupne snage 9 MW.
11. Negotin – Kod Negotina je planirana
izgradnja vetroparka na Popadiji ukupne snage 60
MW. Ovaj vetropark imaće 18 vetrenjača i vrednost
ovog projekta iznosiće 60 miliona EUR [21].
12. Inđija – U Inđiji je planirana izgradnja
vetroparka „Vetropark Inđija“ ukupne snage 20 MW
[22]. Planirano je da bude izgrađeno 20 vetrenjača.
5. ZAKONSKE REGULATIVE, FEED-IN
TARIFE – PREDNOSTI I MANE
Jedan od osnovnih uslova da ove investicije
budu uspešne je da se odrede povoljne kupovne (feedin) tarife od strane države. U početku i za vreme potpisivanja ovih ugovora otkupna cena energije dobijene
iz vetra je bila 9.5 eurocenti po kilovat času [23]. Ovi
uslovi su bili odlični za investitore međutim u najavi
je nova uredba i akcioni plan po kojem će cena biti
smanjena na samo 9.2 eurocenta po kilovat času, što
predstavlja smanjenje od 3%. [24].
Ukoliko cena ostane po starom investitori će
ostati. Ukoliko dođe do smanjenja cena otkupa struje
moglo bi da dođe do odustajanja od ovih vetroparkova
[25].
6. ZAKLJUČAK
Može se videti da je Srbija povoljna za razvoj novih vetroparkova, jer poseduje dobre regione
na kojima se javljaju vetrovi povoljnih brzina i snage.
Takođe postoji interesovanje kod investitora da se
ulaže u našu zemlju o čemu govori i veliki broj već
traženih dozvola za rad. Ukoliko bi se svi predviđeni
vetroparkovi izgradili, drastično bi se smanjila potreba za uvozom energije iz inostranstva, a ujedno bi se
prišlo bliže ostvarenju povećanog procenta energije
dobijene iz obnovljivih izvora energije.
59
U prilog tome ide i da se u okolnim zemljama već nalaze vetroparkovi koji opravdavaju svoje
postojanje, kako kroz uloženu energiju tako i kroz
ekonomsku korist. Međutim jedan od problema koji
bi mogao da se javi je odustajanje investitora od navedenih projekata ukoliko bi došlo do smanjenja
feed-in tarifa za električnu energiju dobijenu iz vetra.
Zbog toga ovom problemu treba ozbiljno pristupiti i
proučiti da li je vredno dopustiti da novi projekti propadnu usled smanjenja beneficija u zemlji u kojoj je
moguće napraviti puno vetroparkova, koji bi značajno
popravili energetski bilans ove zemlje.
6. LITERATURA
[1] Goran Radisavljević, Aleksandar Ilić, Energetska
efikasnost u Srbiji: veliko zaostajanje za razvijenim zemljama, Pod lupom 13 (2008)
[2] EU “20-20-20”, http://ec.europa.eu/clima/policies/package/index_en.htm, skinuto – novembar
2012.
[3] Carbon Emissions Reduction Target (CERT)
http://www.decc.gov.uk/en/content/cms/what_
we_do/consumers/saving_energy/cert/cert.aspx,
skinuto – novembar 2012.
[4] Potencijali vetra u Srbiji, http://serbia-energy.
com/renewable-energy-serbia/wind-energy-potential-in-serbia/, skinuto – decembar 2012.
[5] US Department of Energy (Public Domain)
[6] SEWEA website http://www.sewea.rs/zastovetar/tehnologija/, skinuto – decembar 2012.
[7] http://www.sewea.rs/wp-content/themes/960bc/
documents/SEWEA%20pdf%20Brosura.pdf
,
skinuto – decembar 2012.
[8] http://www.windvision.com/english/projects-inserbia, skinuto – decembar 2012.
[9] Prezentacija firme Energowind iz Vršca o projektu „Plandište“ http://www.energowind.rs/index.php?option=com_content&view=article&id
=13&Itemid=11&lang=en, skinuto – decembar
2012.
[10] Ekapija,
http://www.ekapija.com/website/sr/
page/445300_en , skinuto – decembar 2012.
[11] MK Fintel wind vebsajt http://www.mkgroup.rs/
mk_group/areas_of_work/other_areas_of_work/
mk_fintel_wind.1042.html , skinuto – decembar
2012.
[12] Fintel Energie Group vebsajt http://www.fintel.
bz/ , skinuto – decembar 2012.
60
[13] Prijava projekta za vetroparkove Košava I+II
http://www.llv.li/pdf-llv-aus-pdd_kosava_i_
ii.pdf , skinuto – decembar 2012.
[14] http://www.ekapija.com/website/sr/page/604376,
skinuto – decembar 2012.
[15] Prezentacija firme Continental Wind Partners
http://continentalwind.com/index.php?option=
com_content&task=view&id=107&Itemid=62,
skinuto – decembar 2012.
[16] http://www.wwindea.org/home/images/stories/
clanak-220509_wellbury.pdf, skinuto – decembar 2012.
[17] Miloš Banjac, Status of drafting the SREAP, 7th
meeting Renewable energy task force, 6.12.2011.
Vienna, http://www.energy-community.org/pls/
portal/docs/1276183.PDF
[18] Miodrag Obradović, Željko Đurišić, Miljana
Zindović, Development of a 188 MW wind farm
„Bavaništansko polje“ in Serbia, European Wind
Energy Conference and Exhibition (EWEC),
2009. Marseile http://proceedings.ewea.org/
ewec2009/allfiles2/410_EWEC2009presentation.pdf
[19] http://sp.geenergyeurope-pressroom.com/
archive/2012/03/01/ge-energy-expands-windpower-business-in-germany.html , skinuto - januar 2013.
[20] http://www.2050publications.com/140000offshore-wind-turbines-enough-to-supply-onethird-of-us-power-needs-study-concludes/ , skinuto – januar 2013.
[21] Vat energija gradi elektranu vebsajt http://www.
ekapija.com/website/sr/page/538606 , skinuto –
decembar 2012.
[22] Plan detaljne regulacije vetroparka „Inđija“,
http://www.indjija.net/upload/documents/Vetropark-tekst.pdf
[23] Uredba o merama podsticaja za proizvodnju
električne energije korišćenjem obnovljivih izvora energije i kombinovanom proizvodnjom
električne i toplotne energije, na osnovu, Službeni
glasnik RS 84/04, član 123. Tačka 3.
[24] B92
izvor
http://www.b92.net/biz/vesti/srbija.php?yyyy=2012&mm=12&dd=10&nav_
id=667651 , skinuto – decembar 2012.
Tomislav Milanov
“Elektrodistribucija Beograd” Company
UDC: 621.316:621317 : 38
Contribution to the Formation of 400 kV, 220 kV
and 110 kV Transmission Grids in the Electric
Power System of Serbia and Ultra High Voltage
Grids in Southeastern Europe
ABSTRACT
he paper deals with conclusions of conducted
analyses as to the operation quality of 400 kV and
220 kV transmission networks in the Electric Power
System of Serbia taking into account the uncertainty
about the conctruction commencement and completion
of the Kosovo thermal power plant generating units.
The paper proposes construction completion of 400
kV network in Vojvodina according to the schedule, as
well as construction of another junction in the 400 kV
network in southern Serbia (including the junctions
between the so-formed three directions) .This is also
imposed by the voltage regulation aspects and Joule
losses in the transmission networks, as well as by the
operation stability of generating units in emergency
and post-emergency regimes of large hydro and thermal power plants during incidences occurring in the
400 kV network.
The time schedule of extension and completion
of the 400 kV should not be prolonged, in view of the
fact that the age of all generating units, as well as the
constant growth of electricity demand in this region
impose the need for constructing ultra high voltage
grids, some immediately and some after the completion of large thermal power plants at Kosovo (as was
also foreseen in the analyses performed in 80’s of the
past century).
The paper might be beneficial to all experts
dealing with steady-state regimes in the generating
and transmission networks as well as to the stability of
network operation in post-emergency situations, and
certainly to the planners of the electric power system
of Serbia.
Keywords: Long-term scheduling, generating and transmission grids, voltage quality, Grid Joule
losses, operation stability in post-emergency regimes,
reliable supply of transmission grids.
I. INTRODUCTION
mission lines on the route towards the electric power
systems of the neighbouring countries, these analyses
and the grid shall gain even greater importance, in
view of various scenarios for construction of future
plants in the generation and transmission grids as well
as the broadest range of normal and emergency regimes. For that reason, of interest are analyses made
for the existing republican (national) electric power
system, for one out of a multitude of possible variants
of formation of theSerbian generation and transmission grids, particularly if the power demand development schedule in Southern and Central Europe also
imposes the construction of a 1000(750) kV grid – envisaged, inter alia, in many surveys carried out back
in the 80’s of the twentieth century (formerly JUKO
T
The paper deals with operation quality analyses and principles pertaining to the generation and
transmission grids formation which have, after computerized analyses, also implicated the proposed completion schedule for 400 kV and 220 kV grids on the
South-Slavic territory, particularly on the territory of
the Republic of Serbia.
The paper might be useful to young planners dealing with generation and transmission grids
and performing such analyses periodically within the
framework of long-term and medium-term plans. Together with the plants scheduled for construction in
400 kV and 220 kV grids and interconnection trans-
61
CIGRE -currently National
Committee CIGRE SERBIA- Sarajevo,1979).
After all, let us recollect, by browsing through
the long-forgotten serious
surveys and most sophisticated latter variants of computerization and relevant
tests performed in the specific real grids, to what extent the interconnection of
the electric power systems
of Serbia, Bosnia and Croatia into a single generation
and transmission system
at the level of the 110 kV
grid in 1957 had provoked
intellectual challenges not Fig. 1 – Power grid in 1945
only at Belgrade University,
where the current “Fortran
programmers“ were applying IBM computers, which
were, under the existing circumstances, considered to
be quite a powerful device
at that time, but also within
the entire national electric power industry, which
resulted in an early commencement of construction
of the 220 kV grid in Serbia
and connection of 220/110
kV Substation Beograd III
to Belgrade’s node, in1960
(supplied by 220 kV transmission line over 200 km in
length, from the hydro power plants in the Drina catch- Fig. 2 - Power grid 110 kV in 1957
ment), as well as 400/220
kV Substation Beograd VIII ( supplied from Hydro provide, under the current circumstances, an uncertain
Power Plant Djerdap – Iron Gate, cca 200 km away) initial connection of the South-Slavic electric power
in 1970; the foundations established at that time ( only systems to the European ones.
a year after publishing Edith Clark’s transformations
For that reason, this paper was written with a
edited by John&Willey), nowadays certainly have a single aim to bring closer to young planners employed
high-quality theoretical basis fully built-into the IBM in power generation, transmission and distribution
Personal Computers, which is expected to“start-up“ companies these extremely simple analyses, by preand propose an optimal upgrading of the existing 400 senting the calculation methods and parametres, as
kV,220 kV and 110 kV grids, as well as the selection well as the achieved security levels in absolutely all
of all performances along with an optimal construc- grids within the consumer supply area of “Elektrotion schedule and ultra-high voltage grid in order to mreža Srbije”.
62
Fig. 3 - Power grid 220 kV in 1965
veloped countries in the
world! This had implicated
a need to undertake work
on serious surveys, which
led to the proposed ultrahigh voltage grid forming
for the conditions of peak
load pick-up in the maximum order up to 25,000
MW expected around the
year 2000. This 1,000 (
750 ) kV grid is shown in
Fig. 15. However, due to
political instability and the
ongoing war at that time on
this territory, the planned
ultra-high voltage grid has
not been realized so far.
III. PRINCIPLES OF
CONSTRUCTION
OF 400 KV, 220 KV
AND 110 KV GRIDS
FOR SAFETY
PRINCIPLES
“N - 1” OR “N - 2”
Fig. 4 - Power grid 400 kV in 1981
II. PAST DEVELOPMENT OF THE
GENERATION AND TRANSMISSION
GRID TERRITORY
The past development of the generation and
transmission grids in the South-Slavic region is represented through many general, well-known illustrations in Figures 1 to 4. Extremely dynamic, evenly
dispersed development is evident, with development
trends which had in certain periods and phases reached
a peak which could be compared with the most de-
The
following
Figures 5 and 6 show the
methods of 400 kV, 220
kV and 110 kV grids forming for safety principles
“n- 1” or “n- 2”, and under conditions of ratio ( k
) transmission lines rate of
permeability and installed
capacity of reception substations in the order of k=
1, k= 2 i k= 3. It is evident
that grid construction for
the safety principle”n- 2” assumes that each substation
should possess three transformers and three feeders.
This means that between the lines (tie lines) connected
with the sources there must also be interconnections
between the connected routes, formed in a special
way, in order that the total length of grids reserving
a double fault should be shorter (Lit. 3) and from the
economic standpoint more acceptable than the grids
reserving a single fault!
63
in microregions, the grids are significantly longer, e.g. in the EDB power
distribution grid, and the length of the
lines may go beyond 20 km. In other
parts of the republican power distribution grids, the belonging lines are indeed extremely long and are marked
by enormously high voltage drop and
Joule losses. Bringing them to rational levels was stopped due to shortage of “sources“ in the 400/220 kV ,
400/110 kV , 220/110 kV transmission
grid and 110/X kV substations .
Cessation of investment in
“sources and grids“ of all voltages in
the past twenty year period, and high
power demand trends, with a very
promising perspective in terms of further growth, impose an urgent need for
a new investment cycle in the Serbian
electric power industry, in order to
make it possible to “draw“ the maximum also from hydro power plants
in the Drina River catchment (RHPP
Bajina Bašta ), and also from thermal
power plants at Kosovo; as well as
from X/110 kV substation – by construction of 110 kV power distribution
grids and 110/X kV Substation.
Fig. 5 – Basic and complex grid models
IV. QUALITY ANALYSES OF THE SERBIAN
TRANSMISSION GRIDS IN NORMAL
OPERATION
Analyses of the magnitude of proportional
voltage drop and Joule losses in models of power distribution and transmission grids (lit . 3) with 400 kV
, 110 kV and 10 (20) kV radial lines, not longer than
100 km , 20 km and 5 (10 ) km – respectively, unambiguously prove that these parametres of normal daily
regime are acceptable, amounting to a total value of
almost all voltage drops up to 20 % (when the total
voltage drop from 0.4 kV grid level up to 400 kVgrid
level is concerned ), and Joule losses up to 10 % respectively (when total Joule losses in 400 kV, 110 kV
and 10 (20 ) kV grids are concerned )!The share of
transmission grids is cca 25 % !
In many regions of the republican transmission and power distribution system, however, not only
64
The past twenty-year period
has resulted in the present average
annual level of losses in the electric
power industry of over 15 %, and over 20 % during
the winter period!
For the purpose of proper illustration of these
power distribution and transmission grids technical
performances, the following diagrams present proportional voltage drop and proportional Joule losses per
line kilometre in length ( which are particularly jeopardized in terms of total length ) in grids of all voltage
levels. It is evident that a total load of 500 MW on the
400 kV line, at a length of cca 200 km shall result in
voltage drop on each line in the order of 9.94 % and
Joule losses in the order of 2.1 %, and the load of 500
MW for a single 400 kV line, at a length of 400 km,
shall result in voltage drop amounting to 19.8 % and
Joule losses in the order of 3.77 % (the assumption
made in all cases was that the power factor in terms of
the consumer had a very high value of 0.95 !) !!!
Fig. 6 – Formation of complex grids
Sl. 7 – Proportional voltage drop in lines in the function of load per
kilometre of line length ( for 0.4 kV lines at a length of na
100 metres )
V. QUALITY ANALYSES OF
THE SERBIAN TRANSMISSION GRIDS
IN POST-EMERGENCY OPERATION
For those experts who are
very familiar with grids, one single
brief look at the generation and transmission grids configuration in SouthEastern Europe in the past grid operation period is sufficient to “draw a
conclusion“ on the level of jeopardy
for the consumer nodes concerning
the occurrence of a single fault not
only in the first line sections coming
from the power plants and all belonging substations, not to mention “grid
jeopardy“ of complete outage of each
unit. Unreliable operation of power
plants at Kosovo is just another issue,
compared to the multitude of all existing difficulties. In the past period
there was only one single objective
– to achieve a remarkably high level
of reliablity in the 400 kV, 220 kVand
110 kV overhead lines.
For the purpose of better illustration of the issue of stable generating units operation maintenance in
the Serbian power plants, only three,
very frequently published diagrams
(Lit. 3 ) are presented in the following,
which speak “only too well” to experts on generation and transmission
grids operation stability of the reactive power flows in post-emergency
grid operation, as well as of the power
factor value in the 400 kV grid under
the given circumstances.
In other words, by loading a
total of two 400 kV lines with 400
MW active power, each line shall
have as a consequence, at a length of
cca 100 km, the power factor value
corresponding to the one at the beginning of the long-distance power line in
the order of 0.9, and loading one 400
kV long-distance power line (in the
case of outage of the other one) with
active power in the order of 800 MW
within the same length, shall have as
a consequence the power factor value
corresponding to the one at the begin-
65
Sl. 8 - Proportional Joule losses in lines in the function of
load per kilometre of line length (for 0.4 kV lines at a
length of na 100 metres )
Sl. 9 - Proportional voltage drop in transformers in lines in
the function of load
Sl. 10 - Proportional Joule losses in lines in the function of
load
66
ning of the long-distance line in the order
of 0.87 (in both cases at a power factor corresponding to the consumer’s long-distance
power line terminal in the order of 0.9)! This
example illustrates the way Novi Sad is supplied.
However, by loading a total of two
400 kV lines with 400 MW active power,
each line shall have as a consequence, at a
length of cca 200 km, a power factor value
corresponding to the one at the beginning of
the long-distance power line in the order of
0.92, and loading one 400 kV long-distance
power line (in the case of outage of the other
one) with active power in the order of 800
MW within the same length, shall have as
a consequence a power factor value corresponding to the one at the beginning of the
long-distance line in the order of 0.78 (in
both cases at a power factor corresponding
to the consumer’s long-distance power line
terminal in the order of 0.9)! This example
illustrates the way Niš is supplied.
The contribution of overhead lines
to these active and reactive power “flows“
is dominant, and everybody dealing, if at all,
with this issue will hold their breath only after a brief look at these diagrams and topology and physical/geographical connection
between the “sources“ and reception substations in the Southeast European grids!
VI. SERBIAN TRANSMISSION GRIDS
CONSTRUCTION SCHEDULED
IN LONG-TERM PLANS
The following shows plans for future
construction of 400 kV and 220 kV Serbian
grids in the period up to the year 2020, with
new thermal power plants at Kosovo and adequate grid development (branching); it also
shows a variant of the planned 1000(750)
kV grid from the 80’s of the past century for
a planned 400 kV grid load in the order of
25,000 MW.
VII. PROPOSED EXPANSION OF THE
SERBIAN TRANSMISSION GRIDS
UNTIL THE CONSTRUCTION OF
THERMAL POWER PLANTS AT
KOSOVO
This item will include a geographic
map of 400 kV and 220 kV grids covering
Fig. 11 – Capacitive and inductive power of cable and overhead
lines of all voltages per kilometre of length line with a load
factor in the order of 1
Fig. 12- Range of power factor at the beginning of 400 kV line 50
km, 200 km and 400 km in length in the function of active
load connected to the terminal and with a constant consumer power factoru in the order of 1
Fig. 13 - Range of power factor at the beginning of 400 kV line 50
km, 200 km and 400 km in length in the function of active
load connected to the terminal and with a constant consumer power factoru in the order of 0.9
the Serbian generation and transmission system with marked annexes to
the basic grid, which ought to be realized, as proposed by the author of this
paper, by the time of thermal power
plants construction at Kosovo.
The following time-schedule
is proposed:
(1)- Works on ruined coal pits
at Kosovo in order to provide an optimal situation and “obtain the maximum output“ from the Kosovo power
plants.
(2)- Construction of 400 kV
long-distance power line Sremska
Mitrovica - Sombor -Subotica with a
connection Sombor -Ernestinovo, as
well as 400/110 kV substation Sombor with a capacity of 2x300 MVA
(3)- Construction of 400 kV
long-distance power line DrmnoVršac - Kikinda - Subotica with a connection Kikinda - Novi Sad , as well
as 400/110 kV substation Vršac and
Kikinda with a capacity snage 2x300
MVA
(4)- Construction of 400 kV
long-distance power line Niš - Skopje
with a connection towards Bulgaria, as well as 400/110 kV substation
Leskovac and Vranje with a capacity
of 2x300 MVA
(5)- Construction of 400 kV
long-distance power line for RHPP
Bajina Bašta - Požega -Kragujevac, as
well as 400/220 kV substation Požega
with a capacity of 2x400 MVA
(6)- Connection by 400 kV
grid, thermal power plants Pljevlja
and Tuzla with RHPP Bajina Bašta via
400 kV long-distance power line sections with a total length in the order
of 100 km
(7)- Construction of 400 kV
long-distance power line Đerdap Bor
(8)- Construction of 400/110
kV substation Majdanpek and
Požarevac with a capacity of 2x300
MVA and 400 kV long-distance power
line Majdanpek - Jagodina
67
(9)- Construction of 400 kV
long-distance power line Obrenovac Kolubara - Požega
(10)- Construction of 400 kV
long-distance power line Obrenovac
- Beobrad VIII and Obrenovac - Kolubara
(11)- Construction of 400 kV
long-distance power line Obrenovac
- Beograd II and 400/110 kV substation Beograd II with a capacity of
2x300 MVA, as well as connection of
Beograd II substation to long-distance
power line Obrenovac - Beograd VIII
(12)- Connection of the Kosovo thermal power plants by construction of the 400 kV long-distance
power line towards Vranje, Kruševac
and Kraljevo , as well as 400 kV longdistance power line Požega - Kraljevo
- Kruševac - Niš and also 400/220 kV
substation Kraljevo and Kruševac
(13)- Connection of 220/110
kV substation Valjevo to the u mrežu
220 kV grid on the route from HPP
Bajina Bašta to TPP Obrenovac
Fig. 14 – Envisaged 400 kV grid planned for around 2020, defined
in EPS’s long-term plans
VIII. PROPOSED FORMING
(SHAPING) OF ULTRAHIGH VOLTAGE GRID
With the construction of powerful nuclear power plants in Romania
and Bulgaria, as well as thermal power
plants at Kosovo, there will be a need
for construction of an ultra-high voltage grid on the route from Romania
and Bulgaria up to Kosovo.
The first arm of this grid is
supposed to connect the original power plants in Romania, Bulgaria and at
Kosovo with ultra-high voltage 400
kV substations Novi Sad , Beograd ,
Kragujevac, Niš and Sofia.
Fig. 15 – Envisaged ultra-high voltage 1000 ( 750 ) kV grid planned
for 2000, according to studies from 1979
68
The second arm of this grid, as
suggested by the author of this paper,
is supposed to start from the Thermal
Power Plant Šoštanj and further towards Austria.
IX. CHARACTERISTICS OF THE
GENERALLY USED UHV/VHV
TRANSFORMERS ACCORDING TO THE RUSSIAN STANDARDS
In this item will also be presented characteristics of monophase oil
transformers manufactured according
to the Russian standards ( Lit. 2 ), with
two distributed secondary windings,
which have special mutual connections,
with forced oil and water connections
(as heat exchangers). Their non-electric
dimensions prove that they are very robust. They are manufactured for rated
power of 417 MVA and voltage of 750
kV.
Fig. 16 – Expansion of 400 kV grid until the construction of thermal power plants at Kosovo, as proposed by the author of
this paper
The third arm of this grid is supposed to be
Beograd ( TPP Obrenovac ) - Ernestinovo – Zagreb.
The fourth arm might be TPP Kosovo – TPP
Pljevlja - Podgorica - Dubrovnik - Split - Rijeka and
further towards Italy, with an in an interconnection
Sarajevo - Dubrovnik .
The fifth arm is supposed to be TPP Kosovo Skopje - Bitola -Grčka .
Only in this way (!)would all UHV , 400 kV
, 220 kV and 110 kV grids on the territory of Southeastern Europe be with their belonging lines and with
lengths in accordance to Lorda Kelvin’s rule and with
absolute reservation of all, at that time indeed very old
power plants!!!
According to the original perception of the author of this paper
The electrical parametres are as follows:
Losses in iron ...........................320 kW
Rated losses in copper..........1,800. kW
Idle speed current ...................... 0.35 %
Short circuit current between
windings 1 and 2 .......................... 14 %
Short circuit current between
windings 1 and 3 .......................... 14 %
The non-electric parametres are as follows:
Length ....................................11,150.m
Width....................................... 5,850.m
Height.....................................11,400.m
Weight .....................................375 tona
According to the Russion standards transformers of 533 MVA , 750 kV in power are
also manufactured.
X. CONCLUDING REMARKS
The paper shows the operation performances
of the existing 400 kV grid in Serbia, a possible variant of the prospective 400 kV grid until the construction of thermal power plants at Kosovo, development
of the prospective 400 kV grid in accordance with the
approved plans up to the year 2020, as well some visions in terms of the prospective ultra-high voltage
grid in Southeastern Europe.
However, the commenced expansion of the
400 kV grid in Vojvodina and in the Southern regions
of Serbia should not be delayed, in view of the cur-
69
Fig.17 – Basic direction of 750(1000) kV grid in the Serbian
transmission system
rent and future extremely stable electricity and power
demand in the above regions.
If this paper should lead to some comprehensive analyses of the existing needs hereto, and in
terms of ultra-high voltage interconnective grids , the
ultimate objective will then have been achieved.
XI. REFERENCES
(Lit. 1) Identity cards of JUGEL ,ZEP and EPS
(Lit. 2) B.N.Sergeenkov,V.M.Kiselev,N.A.Akimo
a Electrical machines, transformers, Book,
Moscow, 1989
(Lit. 3) Tomislav Milanov, Planning of Belgrade
power distribution grid
Selected published papers, issued in 100
copies, 3 copies in EDB library
70
Велизар Вукосављевић дипл.инж.маш.
Рашка
UDC: 621.311.2
Физички принцип рада гравитационог мотора
HYSICAL OPERATIONAL PRINCIPLE
THE GRAVITATIONAL ENGINE
РЕЗИМЕ
Ако цилиндар пречника D и дужине L, бочно уронимо у резервоар са течношћу, као што је приказано
на слици - А -, и ако анализирамо СИЛЕ и МОМОНТЕ, којима течност делује на половину цилиндра
која је уроњена у течност, имаћемо:
- Деловање силе потиска-према горе, која је равна запремини тела уроњеног у течност,помножена
са густином течности. Ова сила делује у тежишту тела уроњеног у течност и производиће
Момент ротације, чији је смер супротан кретању казаљке на сату.
- На уроњени део цилиндра у течност, деловаће и хоризонтална сила, која је равна пројекцији
површине цилиндра у вертикалној равни, помножена са величином хидро-статичког притиска у тежишту површине, ова сила не делује у тежишту површине, њена тачка деловања је
помакнута према доле , за величину која се егзактно рачуна , због пораста хидро-статичког
притиска са дубином.
Она производи Момент ротације који делује у смеру кретања казаљке на сату.
Резултујућа сила у овом случају пролази кроз осу ротације цилиндра, нема крак и резултујући
момент ротације за овај случај је раван нули /0/.
2. Ако сада уместо обичног цилиндра у резервоар са течношћу, на исти начин поставимо уздужно ожљебљени цилиндар, пречника D и дужине L, као шт је приказано на следећој слици -Б- и анализирамо СИЛЕ и МОМЕНТЕ са којима течност делује на површине уздужно ожљебљеног цилиндра
имаћемо:
- Како је код ожљебљеног цилиндра његова запремина значајно смањена у односу
на пун цилиндар /око 40% /, у
истој сразмери биће смањена
и вертикална сила / сила потиска /, у овом случају, биће
смањено и хоризонтално одстојање од осе ротације до
тежишта ожљебњеног полуцилиндра уроњеног у течност,
то јест крак вертикалне силе.
Мања сила и мањи крак, производиће значајно мањи момент
Slika B.-
1
71
ротације, / око 50% /,
који делује супротно
смеру кретања казаљке на сату,у односу
на претходни случај тј.
пуни цилиндар.
- Што се хоризонталне силе тиче,
параметри од којих
она зависи су остали
исти, незнатна промена - смањење пројекције
површине у вертикалној
равни, приликом ротације, је мала, практично
нема утицаја на величиSlika B.ну момента ротације и
мже се занемарити. Момент ротације услед деловања хоризонталне силе на површине ожљебљеног
цилиндра није промењен, остао је исти као код пуног цилиндра и делује у смеру кретања каза- љке на
сату Ако супрпонирамо моменте услед деловања вертикалне и хоризонталне силе, који имају супротне
смерове деловања, добићемо значајну позитивну разлику, то јест РЕЗУЛТУЈУЋИ МОМЕНТ РОТАЦИЈЕ, који делује у смеру кретања казаљке на сату.
Ово је ОСНОВ – ФИЗИЧКИ ПРИНЦИП, на коме ради-функционише Гравитациони Мотор,
и посредством течности трансфомише енергију гравитације у обртни момент а затим, применом
Електричног Генератора у електричну енергију, односно, еколошки чисту и врло јефтину енергију-погодну за свестрану људску употребу. Битна новост, карактеристика и огромна предност ГРАВИТАЦИОНОГ МОТОРА, у односу на све до данас познате Енергетске машине и Технолошке поступке за
трансформацију енергије,састоји се у томе што при раду течност не истиче,односно, Гравитациони
мотор са ограничено количином течности ТРАЈНО ПРОИЗВОДИ ЕНЕРГИЈУ. Ово је логично и тачно
објашњење, базирано на природним силамо и елементарним Законима Физике и није подложно променама. Дакле пронађена је ЕНЕРГИЈА БУДУЋНОСТИ .Са свим релевантним детаљима упознајте Се из
текста који следи.
APSTRAKT
f a cylinder with diameter D and length L, is side plunged into a tank with liquid, as shown in the picture
- A - and if we analyze the FORCES and MOMENTS by which the liquid acts on the half-cylinder which
is immersed in the liquid, we will have:
The effect of thrust-up, which is equal to the volume of the body immersed in the liquid, is multiplied by the density of liquids. This force acts in the center of the body immersed in the liquid and will
produce rotational torque, in counter-clock-wise direction.
On the part submerged in the cylinder filled with liquid, a horizontal force will act, which is equal to the
projection of surface of the cylinder in the vertical plane, multiplied by the size of the hydro-static pressure at
the surface center, this force does not act in the focus of the surface, its point of action is shifted downward, the
size of which is calculated exactly, due to the increased hydro-static through the axis of rotation of the cylinder,
it has no arm and the resulting moment of rotation for this case is zero / 0 /.
- The effect of thrust-up, which is equal to the volume of the body immersed in the liquid, is multiplied by the density of liquids. This force acts in the center of the body immersed in the liquid and will
produce rotational torque, in counter-clock-wise direction.
On the part submerged in the cylinder filled with liquid, a horizontal force will act, which is equal
to the projection of surface of the cylinder in the vertical plane, multiplied by the size of the hydro-static
pressure at the surface center, this force does not act in the focus of the surface, its point of action is shifted downward, the size of which is calculated exactly, due to the increased hydro-static through the axis of
rotation of the cylinder, it has no arm and the resulting moment of rotation for this case is zero / 0 /.
I
72
1. ОПИС ПРОНАЛАСКА
1.1. Назив проналаска је гравитациони
мотор
У најкраћем реч је о машини која
посредством течности, енергију гравитације
трансформише у облик енергије погодан за
свестрану људску употребу. Овако, помоћу ове
машине добијена енергија је еколошки потпуно
чиста и врло јефтина од ДВА па до ПЕТ и више
пута јефтинија од енергије добијене из класичних
енергетских извора, као што су Термоелектране,
Хидроелектране и Атомске електране.
1.2. Намена проналаска је замена
напред наведених постојећих енергетских
постројења широм света, новим енергетским
извором (енергијом гравитације), који је
неисцрпан, безопасан и свима доступан а који
се помоћу ГРАВИТАЦИОНОГ МОТОРА може
трансформисати у жељени облик енергије
(на пример у електроенергију) у неограниченој
количини и временском трајању.
1.3. Физички принцип рада – функције
мотора, базиран је на елементарним законима
физике, а може се објаснити на следећи начин:
- Ако уздужно ожљебљени цилиндар
спољашњег пречника “D” и дужине “L”,
бочно уронимо у резервоар са течношћу
до половине то јест до вертикалне равни
која пролази кроз осу ротације цилиндра
и остваримо заптивање против истицања
течности са бочних и доње стране цилиндра,
као што је приказано на слици 1.
Услед деловања хидростатичког притиска
на површине делимично уроњеног цилиндра
у резервоар са течношћу, доћи ће до појаве
вертикалне – потисне силе која делује према горе
Слика 1.-
са тачком деловања у тежишту тела уроњеног у
течност и она ће произвести момент ротације,
чији је смер деловања супротан смеру казаљке на
сату и који се може егзактно израчунати. За облик
цилиндра приказаног на слици 1.
Вертикална сила
Fv=0,24405 q · g · L · D2[N]
Величина крака
ΔX = 0,1782 · D[m]
На овако уроњен ожљебљени цилиндар
деловаће и хоризонтална сила, чија је величина
пројекција површине ожљебљеног цилиндра
у вертикалној равни помножена са величином
хидростатичког притиска у тежишту пројектоване
површине. Ова сила се такође егзактно рачуна, као
и удаљеност њене тачке деловања од осе ротације
(тј. крак).
Па имамо за облик тела приказан на слици
1. да је :
Fk = 0,50 · q · g · L · D2[N], а величина крака
Ако ова два момента која делују на
ожљебљени цилиндар суперпонирамо, добићемо
егзактно израчунат резултујући момент ротације,
и то: Mrot. = Mh – Mh = 0.03984 · q · g · L · D3[Nm], где
су: q – густина течности [kg/m3] и g – гравитациона
константа [m/sec2].
1.4. Принцип рада ГРАВИТАЦИОНОГ
МОТОРА – МАШИНЕ је следећи:
Ако бескрајну траку међусобно зглобно
везаних лопатица поставимо преко два добоша, од
којих је доњи мањи окретан изван резервоара са
течношћу и горњи већи непокретан, са лопатицама
спољашњег пречника “D” и дужине ‘’L’’, до
половине уроњених у резервоар
са течношћу и ако остваримо
одговарајући степен заптивања, као
и лаку покретљивост бескрајне траке
лопатица по спољашњој површини
непокретног добоша, услед деловања
момента ротације на лопатице
уроњене у течност, доћи ће до
покретања траке лопатица по својојмогућој трајекторији и ротације мањег
добоша. Успоставиће се континуирано
кретање лопатица и ротација мањег
добоша.
При овоме неће доћи до
истицања течности из резервоара,
уместо истицања течности ‘’истицаће
73
лопатице ротора’’ а течност ће трајно остати
у резервоару уз благу кружну циркулацију,
производећи ефекат аналоган истицању течности.
Кинематичко решење кретања лопатица на излазном отвору, је такво, да не дозвољава излазној лопатици излазак из резервоара, пре него што дође
до потпуног међусобног додира са површином
лопатице која се креће иза ње, а тиме и останка
течности у резервоару. Конструкција машине која
би обезбедила херметичку непропусност, није могућа а ни потребна. Мала количина течности која
континуирано излази-цури из резервоара машине,
слива се у мању посуду и из ове посуде пумпом на
сопствени погон се враћа у резервоар. Ово представља губитак корисне енергије1-max2%.
Начин спречавања истицања течности и
трансформације енергије приказан је на слици 2
˝а˝ и ˝b˝.
Овој машини, при транформацији енергије
није потребно, да као код класичних хидрауличних
турбина, одређена количина течности промени
положај – ниво (са вишег падне на нижи). Овде
течност истискује излазну лопатицу ротора
у хоризонталној равни, док отале лопатице у
резервоару истовремено ротирају, потискујући
течност испред себе, уз истовремено стварање
слободног простора за исту количину течности
иза себе. При овоме не постоји никаква промена
нивоа течности у резервоару (пулсирање) јер је
запремина лопатица уроњених у течност у сваком
тренутку константна.
Гравитациони
мотор
користи
и
трансформише енергију хидро-статичког притиска,
на потпуно нов до сада не виђен начин, односно
енергију гравитације и претвара је у други-жељени
облик јефтине, чисте и свима доступне енергије.
Битно је запазити да тачке, које представљају
осе зглобне везе суседних лопатица(види сл.3), се
крећу константном брзином по задатој трајекторији
Слика 2.- «а», «b»
74
а такође и све лопатице, врхови лопатица се крећу
различитим периферним брзинама на неким
деловима трајекторије.
Тако да се на излазном отвору крећу лопа-
Слика 3.тица „b” али и лопатица „а”, како је брзина врха
лопатице „а” прибли жно равна нули, а врх лопатице „b” креће се нешто већом брзином од лопатице „а” али знатно мањом брзином од осталих лопатица у резервоару, лопатица „b” ће транслаторно
потискивати течност испред себе, већим делом у
слободан простор који иза себе оставља лопатица
„а”, а мањим делом преко свог врха у резервоар, и
тако док се не споји са лопатицом „а”. При овом
спајању нема никаквог повећаног отпора, напротив, због значајно смањене просечне брзине кретања кроз течност, лопатица „b” ће производити
значајно мањи отпор у односу на све остале лопатице (цца за ½) посматрано појединачно. Течност
ће трајно остати у резарвоару и укључиће се у циркулациони ток.
Овако кретање лопатица по
задатој трајекторији, условљено је деловањем момента ротације, односно
дејством притисних сила течности на
спољашње површине лопатица које
су у контакту са течношћу и конструктивним решењем кинематике елемената машине.
Покретањем лопатица услед
деловања момента ротације за одређену величину (види слика 3), лопатице
које су у контакту са течношћу, потискиваће одређену количину течности
испред себе и стварати „слободан простор” иза
себе исте запремине, који истовремено попуњава
течност из непосредне близине.
На излазном отвору, лопатица „а” не потискује ништа а иза себе оставља „слободан простор”. Тако у зони излазног отвора само лопатица „b” потискује течност, тако да је у овој зони
запремина „слободног простора” константно 1,5
пута (један и по пута) већа од количине-запремине потискиване течности. Дакле, лопатице реално
„истичу” а створен „слободан простор” попуњава
течност из циркулационог тока.
1.5. Пуштање мотора у рад, губици и снага машине
Пуњењем резервоара машине са одговарајућом течношћу, течност ће својим хидростатичким притиском деловати на спољашње површине покретних лопатица производећи силе и
одговарајуће моменте, тако да резултујући момент
делује у смеру казаљке на сату. Када момент нарасте са порастом нивоа течности у резервоару до
вредности која је већа од вредности свох отпора,
доћи ће до покретања ротора у смеру казаљке на
сату. Даљим пуњењем резервоара са течношћу до
нивоа који се поклапа са хоризонталном тангентом
на спољашњи пречник ротора, доћи ће до постизања максималне вредности момента ротације и
постизања максималне периферне, односно угаоне брзине ротора, при којој се укупан расположиви
момент ротације изједначава са моментом укупних
отпора, при овоме ротор наставља да се креће максималном периферном брзином.
Рачунска вредност момента ротације,
представља РЕЗУЛТУЈУЋИ момент ротације, при
чијем израчунавању су узете у обзир и прорачуном обухваћене, све силе услед деловања притиска
течности на лопатице ротора као и њихови моменти, чији је смер СУПРОТАН смеру резултујућег
момента ротације.
Оно што није узето у обзир а представља
отпор кретању, то су инерцијалне силе масе течности коју покрећу лопатице ротора, односно резултујући момент ротације и силе трења течности,
при оптималној радној брзини, односно броју обртаја.
Поред ових, силама отпора треба још додати силе услед механичког трења, клизања и
котрљања. Док се силе отпора ваздуха могу занемарити с'обзиром на релативно малу радну брзину
којом се лопатице крећу кроз ваздух.
- Појам максимална брзина «Vmax» означава ону ободну брзину ротора мерену по
средњем пречнику ротора, који пролази
по средњој висини лопатица, коју постиже посматрана тачка у раду машине у
реалним условима без оптерећења, то јест
при којој се укупан произведени механички рад, односно снага, троши на отпоре
кретању – губитке да би се постигла максимална брзина ротације.
- Појам радна брзина «Vw” означава,
усвојену – оптималну радну брзину,
мерену на исти начин, која је мања
од “Vmax” и износи Vw =
0,5 – 0,6
Vmax и која при раду машине у реалним
условима покрива све отпоре кретању
свих покретних делова машине и даје
значајну ефективну енергију изражену
у kW, као снагу машине. Величина сила
отпора, при кретању лопатица ротора
кроз течност – воду, зависи од облика
лопатица, површине њихове пројекције
у равни нормалној на смер кретања а
у највећој мери од њихове периферне
брзине кретања кроз течност.
Егзактно израчунат момент ротације, за
одређену величину мотора – Mrot, при пуштању
мотора у рад покренуће ротор мотора и са пуним
резервоаром произвести максималну периферну
брзину ротације лопатица кроз течност – “Vmax”,
односно максимални број обртаја добоша “n o/sec”.
Како вредност сила отпора, при повећању
брзине кретања кроз течност, расте са другим
степеном (квадратом брзине), и ако усвојимо радну
брзину Vw=1/2Vmax (која је близу оптималне), доћи
ће до драстичног пада сила отпора.
При радној брзини кретање лопатица
ротора кроз течност Vw=0,5Vmax вредност сила
отпора ће бити само 25% од силе отпора при
кретању максималном брзином - Vmax. Када
овој вредности сила отпора додамо и све остале
силе отпора, имајући у виду да се све лопатице
константно крећу по истом трагу, може се поуздано
тврдити да укупни отпори – губитци енергије код
гравитационог мотора неће прећи вредност Mrest ≤
(0,4 ─ 0,45)Mrot . Што значи да ће код гравитационог
мотора, степен корисног дејства бити не мањи од
η =0,55 ─ 0,60. Ова вредност степена корисног
дејства је и експериментално потврђена.
При оптималном режиму рада машине,
кретање течности унутар резервоара (блага кружна
циркулација) уз праћање спољашњег облика
лопатица и сталан потпун контакт са површинама
лопатица је комбинација ламинарног и у мањој
75
Слика 4.мери турбулентног кретања. Циркулацију течности
узрокује спрега(зупчаста) ротора машине са
течношћу у резервоару, као и константан вишак
„слободног простора” у зони излазног отвора, који
попуњава течност из циркулационог тока а тиме
повлачи и поспешује благу кружну цикулацију.
Кружна циркулација течности је енергетски
губитак, који се не може избећи а износи 25-30%
расположивог момента ротације Мrot.
За трансформацију енергије у друге облике гравитациони мотор користи исту енергију коју
користе класичне хидрауличне турбине у хидро –
електричним централама, разлика је само у томе
што постојеће хидрауличне турбине користе кинетичку енергију воденог тока (млаза течности), при
чему течност неповратно истиче, док гравитациони мотор користи потенцијалну – притисну енергију течности на напред описан, до сада непознат
и не виђени начин, при чему се течност креће –
благо циркулише унутар резервоара, предајући
енергију ротору машине, али трајно не истиче из
резервоара.
Кинетичка и потенцијална енергија у енергетском смислу су иста категорија и последице су
деловања силе гравитације на течност.
Код ове машине резервоар са течношћу није
енергетски извор, течност је средство помоћу кога
се врши трансформација енергије, док је енергетски извор сила – енергија гравитације.
Рад – функција ове, као и сваке
друге енергетске машине,(види сл.4),
зависи од постојања и јачине погонске силе (енергије), односно разлике
потенцијала. И уколико је погонска
сила константна и већа од свих сила
отпора, тада ће се механизам машине
– ротор, покренути, наставити да се
континуирано креће и претвара (даје)
ефективну енергију.
Очигледно да мора постојати
разлика потенција, као основни услов за рад машине и трансформацију
енергије.
У овом случају разлика потенцијала је у ствари разлика величине
хидростатичког притиска течности
мерена на излазном отвору лопатица
из резервоара и на улазном отвору лопатица у резервоар.
Ако разлику потенцијала, егзактном методом прорачуна (види ПРИЛОГ 1) изразимо као
резултујући момент ротације (Mrot) и умањимо
га за вредност укупног момента отпора ротације
(Mres), утврђеног методом апроксимативног прорачуна уз експерименталну проверу мерењем на
моделу машине, при оптималном броју обртаја
ротора, утврђена вредност укупног момента отпора за пречник ротора до 2m износи Mres = (0,40 ─
0,45)Mrot
Такође је веома битно запазити да код ове
енергетске машине, са повећањем пречника ротора ,,D`` момент ротације – Mrot расте са трећим
степеном, док истовремено укупни отпори – Mres
расту са другим степеном. Те с обзиром на величину
отпора, питање хоће ли машина функционисати
на описани начин или не, постаје бесмислено,
одговор је апсолутно да-хоће функционисати. Са
повећањем пречника ротора машине (D), укупни
отпори имају тренд смањивања.
ПРЕГЛЕД ПОРАСТА СНАГЕ МАШИНЕ
У ЗАВИСНОСТИ ОД ПОВЕЋАЊА ПРЕЧНИКА
РОТОРА (,,D``).
Као флуид гравитациони мотор користи
разне врсте течности, као: воду, нафту, уље, течан
Табела 1.- Важи за јединствену дужину (L=1m); угао врха лопатица= 45 степени; течност је вода
76
Слика 5.-
метал – живу, олово у растопљеном
стању (одржавање олова у течном
стању врши се коришћењем сопствене енергије машине). У принципу,
могуће је користити различите врсте
течности, ефективна енергија машине
биће већа, сразмерно повећању густине течности која се користи.
За производњу ове врсте хидро – енергетских машина, користе
се уобичајени челични материјали,
пластични материјали, гума, тефлон
и други специјални материјали за заптивање. За рам – постоље машине и
резервоар течности користе се грађевински материјали за веће снаге, док
за машине мањих снага треба користити уобичајене челичне и металне
материјале.
Проналазак је намењен за
производњу јефтине и еколошки
чисте енергије, првенствено електричне енергије, применом електричног генератора. Гравитациони мотор може се производити
као јединице различите снаге почев од 1 kW до 1000 MW и више.
Машине се могу производити као стационарне, на или близу
места потрошње енергије, а за мање
снаге и као покретне – преносне.
Такође се могу користити за погон
неких транспортних средстава, нарочито су погодне за погон бродова. Велика предност ових машина
је у томе што се енергија може производити на местима потрошње,
тако да неће бити потребна скупа
и компликована преносна мрежа,
укључујући и ТРАФО-СТАНИЦЕ.
На основу до сада извршених експеримената и проверених
теоријских поставки произилазе,
СЛЕДЕЋИ ЗАКЉУЧЦИ
1. На овај начин – помоћу
ове машине, може се добити еколошки потпуно чиста и врло јефтина енергија (од 2 до 5 и више
пута јефтинија од енергије добијене из класичних – постојећих
енергетских извора), и то у не-
77
ограниченој количини, временском трајању
и на ма ком географском подручју – месту на
нашој планети.
2. Степен корисног дејства ове
енергетске машине није константан, он расте са повећањем пречника ротора машине,
што директно утиче на пораст снаге машине и
пад цене трансформисане – добијене енергије.
Из егзактног обрасца / формуле / за прорачун
Момента ротације, јасно произлази , да свако
повећање спољашњег пречника /D/ ротора ГМ,
за два / 2 / пута, производи повећање Момента
ротације за / 8 / пута, док се истовремено отпори
ротацији повећавају са другим степеном то јест
за четири / 4 / пута. Ако се прихвати ова констатација као тачна, а она то јесте, онда није тешко закључити да ће ГРВИТАЦИОНИ МОТОР функционисати и трансформисати енергију гравитације на описани начин.
3. Овај проналазак – енергетска машина
не спада у категорију машина названих perpetum
mobille, чиме престаје да важи, никад и ничим
не доказана, вишевековна научна и стручна
заблуда да није могуће добити еколошки чисту
и јефтину енергију, трансформацијом енергије
гравитације.
За све напред изложено, Аутор има одговарајућу текстуалну и графичку документацију са свим детаљима и објашњењима и математичко – аналитичком интерпретацијом,
укључујући и комплетну конструктивну – радионичку документацију за другу верзију прототипа машине диманзија: пречник ротора D
= 2,65m и хоризонтална дужина лопатица L =
1,00m L = 1,0 m , која треба да даје ефективну
снагу Pef = 8 – 8,2kW.
Нова – друга верзија прототипа Г М,
због повећаног спољашњег пречника ротоа / D
/ за два пута и повећане хоризонталне дужине /
L / такође за два пута, имаће 16 пута већи Момент ротације од прве верзије прототипа. Ова
прва верзија прототипа и ако малих димензија
и врло не усавршена, приликом пробе ипак се
покренула /види видео клип – проба / , ово је поуздана гаранција да ће друга верзија прототипа
функционисати на описани начин и успешно
трансформисати енергију гравитације у други
– жељени облик енергије.
78
Мирко Миличковић, дипл. маш. инж. и Никола Васић, дипл. ел. инж.
Енерготехника-Јужна Бачка доо, Нови Сад
UDC:620.9 : 556.3 : 621.004
Примена система геосонди и
топлотних пумпи за климатизацију (KGH) у
Енерготехника – Јужна Бачка д.о.о. Нови Сад
РЕЗИМЕ
ад обухвата опис прoјектовања, изградње и
употребе система геосонди и реверзибилне
топлотне пумпе у “Енерготехника-Јужна
Бачка”доо, Нови Сад за климатизацију грејање
и хлађење (KGH). Посебно се образлаже зашто
овакав систем геосонди и реверзибилне топлотне
пумпе спада у климатски најнезависније и еколошки
чисте, за сигурно обновљиве изворе енергије.
Р
аутоматизацији прве фазе климатизације управне
зграде са освртом за следећу фазу. Систем
користи стабилну геотермалну енергију тла.
На крају су изнета искуства у експлоатацији
и одржавању система са са исказаним ефектима
енергетске ефикасности система за протекле
три године.
Изградња овог система предвиђена је у
две фазе, у раду се износе искуства у градњи и
Кључне речи: Обновљиви извори енергије,
геотермална енергија, топлотне пумпе, геосонде и
енергетска ефикасност
1.
УВОД
Систем геосонди и топлотних пумпи
спада у обновљиве изворе енергије и заснива се
на коришћењу геотермалне енергије (топлотне
енергије тла). У настојању менаџмента
“Енерготехника - Јужна Бачка” да у својој фирми
угради економично, еколошко и квалитетно
решење климатизације простора и да европски
тренд примена нових технологија имплементира
и код нас, дошло се до идеје за изградњу овог
типа постројења. Значајне карактеристике оваквог
система климатизације простора су економска
ефикасност и јединственост у отплативости
инвестиције, дуготрајност и једноставно и
економично периодично одржавање опреме и
потпуна еколошка прихватљивост система.
Уградња система климатизације планирана
је из две фазе. Завршетком прве фазе обезбеђена је
климатизација управне зграде од 2007. године, а у
другој фази се предвиђа климатизација ресторана,
кухиње и радионице за израду електроормана. Пре
почетка радова и уласка у инвестицију урађена је
студија изводљивости. Израда студије и пројектне
документације захтевала је познавање енергетских
података тла на локацији “Енерготехника - Јужна
Бачка” и из тог разлога приступило се изради
геофизичке каротажне бушотине са сондама од
умреженог полиетилена типа rh-a – производ “Rehau” са дуплим U цевима како би се урадио тест
топлотне осетљивости. Прва сонда је постављена
на дубини од 100 метара. Након измерене енергије
(цца 7,5 kW), одлучено је да се иде на дубину од
125 метара ради повећање топлотне енергије. На
новој дубини добијена је значајно већа енергија
од претходне (цца 8,5kW). Добијене вредности
топлотне енергије на овом локалитету су 30-40%
веће од познатих вредности добијених у Немачкој,
Швајцарској, и осталим европским земљама.
Ово је још једна потврда да је Војводина једна
од најбогатијих области са термоенергетским
потенцијалом у Европи. Поред израде наведене
документације неопходно је било да се са геоло-
79
шком кућом уради пројекат истражног права, могућности коришћења тла и прибаве остала одобрења од надлежних институција, као што су Завод
за заштиту споменика и Покрајински секретаријат
за заштиту животне средине и одрживи развој, а
затим уради пилот-пројекат постројења. Израдом
ове пројектне документације која и за пројектанте
и за надлежне службе представља новину на овим
просторима исходована је званична сагласност одобрење за извођење радова.
2. ПРОЈЕКТНЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ ПРВЕ
ФАЗЕ КЛИМАТИЗАЦИЈЕ
Систем је намењен за климатизацију Управне зграде цца 1600 м² и састоји се од два затворена круга циркулације: примарног и секундарног који се препознају на доњем блок цртежу
система.
Примарни део система конципиран је на
геотермалном преносу топлоте тла на флуид који
струји кроз цеви сонди (емулзија воде и еколошког
пропил гликола у односу 3:1) ка топлотној пумпи и
обратно. Израђене су бушотине 125m дубине (главе ø142mm) и постављене цеви-сонде пречника
ø32mm. Простор у бушотинама између цеви-сонди и земље испуњен је масом термоцемом која је
добар проводник топлоте од земље путем флуида
на топлотну пумпу. У дворишном простору је постављено 20 сонди.
Сонде су повезане сабирним цевоводима
цевима ø42мм, који се стичу у централни бетонски шахт. У шахту је извршено повезивање цевовода на главну доводно-повратну предизоловану
цев ø110mm. Топлотна размена у топлотној пумпи
је сразмерна потребној топлоти за климатизацију
објекта.
Секундарни део система служи за дистрибуцију енергије за климатизацију управне зграде. Састоји се из централног резервоара, цеви,
електромоторних пумпи и fen-coil-a ефикасних
размењивача топлоте код нискотемпературних
система. Као средство за пренос топлоте служи
деминерализована вода.
Посебна предност овог система климатизације је додатни пасивни систем хлађења просторија (free-cooling) који служи за хлађење у прелазном периоду мај-јун. У овом режиму је топлотна
пумпа искључена, а размена топлоте са примарног
на секундарно коло обавља се путем измењивача
топлоте. Хлађење овим режимом је ефикасно при
спољним температурама до 280С (слика 1).
3. УПРАВЉАЊЕ СИСТЕМОМ
Аутоматизација као надоградња система
плод је инжењеринга “Енерготехника – Јужна
Бачка” и постигнута је уградњом програмабилног
логичког контролера (PLC), чиме је увећан
Слика 1. ɂɁɅȺɁɂ:
ɍɅȺɁɂ:
-Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ ɩɭɮɟɪɚ
- ɂɡɚɛɪɚɧɢ ɪɟɠɢɦ ɪɚɞɚ
PLC
(Touch-Screen)
Дијаграм 1. - Блок дијаграм управљања системом
80
1. ɋɟɤɜɟɧɰɢɨɧɚɥɧɨ ɫɬɚɪɬɨɜɚʃɟ ɩɭɦɩɢ
ɫɟɤɭɧɞɚɪɧɨɝ ɢ ɩɪɢɦɚɪɧɨɝ ɤɨɥɚ
2. ɋɬɚɪɬɨɜɚʃɟ ɬɨɩɥɨɬɧɟ ɩɭɦɩɟ
3. Ɉɞɪɠɚɜɚʃɟ ɡɚɞɚɬɨɝ ɪɟɠɢɦɚ ɪɚɞɚ
4. ɂɫɤʂɭɱɢɜɚʃɟ ɬɨɩɥɨɬɧɟ ɩɭɦɩɟ
5. ɋɟɤɜɟɧɰɢɨɧɚɥɧɨ ɢɫɤʂɭɱɢɜɚʃɟ ɩɭɦɩɢ ɢ
ɨɞɪɠɚɜɚʃɟ ɫɢɫɬɟɦɚ (ɪɟɠɢɦ ɩɪɨɬɢɜ ɫɦɪɡɚɜɚʃɚ )
ефекат рада система. Подешавање жељеног
режима климатизације је софтверски решено и
обавља се директним уносом података у PLC
екраном осетљивим на додир. Овим је омогућено
терминирање радног режима система на годишњем,
месечном, дневном нивоу према планираном радном
времену запослених, као и лаком преподешавању
у случају промена. Изабрани режим климатизације
се аутоматски одржава праћењем температуре
грејно-расхладне течности у пуферу. Обезбеђен је
правилан редослед укључивања и искључивања
пумпи при стартовању и искључењу система тако
да је онемогућен рад топлотне пумпе без рада
пумпи за проток грејно-расхладног флуида (у
случају потребе омогућено је и ручно управљање
системом) (дијаграм 1).
4. ИСКУСТВА У ЕКСПЛОАТАЦИЈИ
СИСТЕМА КЛИМАТИЗАЦИЈЕ
Евиденцијом
потрошње
електричне
енергије у протеклом периоду од три године
и упоредном анализом у односу на претходне
системе (са градском топланом, котлом на гас и
сплит системе) у “Енерготехника – Јужна Бачка”за
климатизацију установљено је да се за уложени 1
kWh електричне енергије добија 5 kWh енергије
грејања или хлађења (око 4 kwh бесплатне енергије
из земље што се види на дијаграму 2).
Периодично одржавање система је
једноставно и економично – економичније од
трошкова одржавања претходних система.
На сајму Енергетике - електронике и
телекомуникација одржаном 2008 год. у Новом
Саду, овај пилот пројекат је освојио златну медаљу
у конкуренцији најновијих технологија из области
обновљивих извора енергије.
С обзиром да су у развијеним европским
земљама неколико година уназад на снази закони
о обавезној примени једног од обновљивих извора
енергије при изградњи објеката, наша компанија
планира покретање сопственог инжењеринга за
изградњу оваквих енергетских постројења по систему кључ у руке.
ɉɪɨɫɟɱɧɚ ɩɨɬɪɨɲʃɚ ɭ ɝɪɟʁɧɨʁ
ɫɟɡɨɧɢ ɡɚ 2008/2009. ʁɟ ɛɢɥɚ
6300 kWh ɦɟɫɟɱɧɨ ~203 kWh
ɩɨ ɞɚɧɭ (ɩɪɨɫɟɤ-10 ɪɚɞɧɢɯ
ɱɚɫɨɜɚ ɩɨ ɞɚɧɭ) ɲɬɨ ʁɟ ɭɜɟʄɚɥɨ
ɟɤɨɧɨɦɫɤɟ ɟɮɟɤɬɟ ɝɪɟʁɚʃɚ ɡɚ
ɜɢɲɟ ɨɞ ɱɟɬɢɪɢ ɩɭɬɚ.
Дијаграм 2. -
81
Amela Krajnc
Hydac Hydraulik GmbH
Aleksandar Veličković
Hydac Hydraulik GmbH-Predstavništvo Srbija
UDC: 621.314.212.004
Kondicioniranje transformatorskog ulja
REZIME
rzi tehničko-tehnološki napredak je uslovio primenu novih tehnologija i rešenja u sistemima za
proizvodnju i distribuciju električne energije. Prisustvo vlage, kiseonika i mehaničkih nečistoća u transformatorskom ulju direktno utiče na njegova izolaciona
svojstva, a samim tim i na oštećenje papirne izolacije
transformatora. Oštećenja papirne izolacije imaju za
posledicu kraći interval redovnog servisiranja transformatora i smanjenje njegovog ukupnog veka traja-
nja. To je dovelo do razvoja uređaja koji kontinualno
eliminišu štetne uticaje vlage, kiseonika i mehaničkih
nečistoća na starenje papirne izolacije u transformatorima. Visoki troškovi redovnog održavanja i nabavke
novih transformatora doveli su do masovne primene
uređaja TCU kao standardnog elementa zaštite savremenih transformatora, čija je funkcija eliminacija
štetnih uticaja vlage, kiseonika i nečistoća na izolaciona svojstva transformatorskog ulja, a samim tim i
produženje veka trajanja papirne izolacije.
Sa povećanjem svetske populacije i porastom industrijske proizvodnje povećava se potrošnja
električne energije u svetu, što rezultira oštrijim uslovima rada transformatora kao najvažnijeg uređaja
sistema za prenos i distribuciju električne energije.
Pouzdanost je vrlo važna osobina svakog sistema
proizvodnje i distribucije električne energije. Kvarovi
na transformatoru mogu prouzrokovati velike štete u
celokupnom sistemu, pa je potrebno održavati ih u
radnom stanju i eliminisati uticaje koji mogu dovesti
do kvara.
U današnje vreme ulaganje u nove transformatore i zamena starih je vrlo velika investicija. Situaciju
otežava i sve veća opterećenost transformatora u radu,
pa se posebna pažnja posvećuje smanjenju troškova
održavanja. Imajući te činjenice u vidu, proističe
potreba za razvoj novih ideja koje bi produžile preostali radni vek transformatora.
Transformatorsko ulje koje obezbeđuje izolaciju, hlađenje, gašenje varnice i rastvaranje gasova
u transformatoru je najčešće mineralnog porekla, a
može biti i sintetičkog ili biljnog porekla. Pored ovih
funkcija transformatorsko ulje rastvara vlagu i gas-
ove iz celulozne izolacije, gasove i vlagu iz atmosfere
kojima ulje može biti izloženo.
Stanje izolacije transformatora prati se ispitivanjem ulja i ispitivanjem stanja papirne izolacije,
pri čemu se ispitivanje ulja može vršiti tokom rada
transformatora, dok ispitivanje stanja papirne izolacije uslovljava prestanak rada transformatora. Stoga
se ispitivanjem ulja indirektno ispituje i stanje papirne izolacije. Održavanjem tranformatorskog ulja
postupcima sušenja, filtracije i regeneracije štiti se i
produžava vek papirne izolacije. Ovi postupci mogu
vratiti kvalitet ulja na nivo novog ulja, reviralizovati
papirnu izolaciju i produžiti životni vek transformatorskog ulja, kao i samog transformatora. Postupci sušenja, filtracije i regeneracije mogu se vršiti
periodično, kada ulje izgubi svojstva neophodna za
pravilan rad transformatora, a u poslednje vreme se
ovi postupci vrše kontinualno sa radom transformatora.
Kondicioniranje je fizički proces kojim se
uklanja ili smanjuje količina fizičkih kontaminanata
i obuhvata filtraciju, uklanjanje vlage i degazaciju
ulja. Preventivan pristup je kontinualno (on-line)
B
82
prečišćavanje uljno-papirne izolacije. Prednosti kontinualnog prečišćavanja su:
- uklanjanje proizvoda degradacije izolacije u
momentu nastajanja, čime se sprečava sakupljanje degradacionih proizvoda do nivoa
koji oštećuju izolaciju
- zaustavljanje ili usporavanje procesa starenja
izolacije održavanjem koncentracije vlage na
niskom nivou
- smanjenje autokatalitičkih reakcija oksidacije i hidrolize
- poboljšanje migracije absorbovanih proizvoda iz papira u ulje održavanjem dinamičke
ravnoteže između dve faze.
Važno je istaći i razlike između novog i kondicioniranog ulja. Razlike se mogu kategorisati kao
tehničke, ekonomske i vezane za zaštitu životne sredine.
U tehničkom smislu razlike su veoma male, jer
se teži da kondicionirana ulja zadovolje specifikaciju
IEC 60296. U postupku kondicioniranja ulja dolazi do
prečišćavanja i transformatorskog ulja i papirne izolacije, dok se zamenom ulja neznatno ukloni talog sa
papirne izolacije, te je očigledna prednost tretiranog
ulja.
Ekonomski pokazatelji se dobijaju kada se uporede troškovi proizvodnje novog ulja sa troškovima
kondicioniranja. Smatra se da troškovi tretiranog ulja
mogu biti i do 1/3 cene novog ulja. Cena nekorišćenog
ulja je podložna promenama na tržištu vezanim za
cenu nafte, kao i drugim nepredvidivim faktorima.
Osim toga, transformatorsko ulje se ne proizvodi u
svim zemljama, tako da faktor uvoza za mnoge zemlje
predstavlja ekonomski debalans.
Prednosti kondicioniranja transformatorskog
ulja u pogledu zaštite životne sredine su značajne i to
su:
- minimizacija otpada
- konzervacija
- potrošnja energije.
Na osnovu Evropskog kataloga otpada
EWC2002 i Liste opasnog otpada, upotrebljena transformatorska ulja se svrstavaju u klasu opasnog otpada
koji zahteva posebne mere odlaganja. Vlasnik transformatora ima obavezu upravljanja otpadom. Imajući
u vidu značajne količine transformatorskog ulja u
transformatoru, upravljanje otpadom je veoma ozbiljan zadatak, naročito kada se uzmu u obzir sadašnji
i predstojeći propisi vezani za upravljanje otpadom.
Uzimajući u obzir da su aspekti i uticaju neuporedivo
veći pri proizvodnji nego pri tretmanu transformatorskog ulja (globalno zagrevanje, potrošnja neobnovljivih resursa), vlasnik transformatora primenjujući
tretmane, doprinosi održivom razvoju i produženju
životnog veka transformatorskog ulja.
ANALIZA FURANA
Jedna od najstarijih metoda ispitivanja stanja
transformatorskog izolacionog ulja je ispitivanje sastava posebnih hemijskih jedinjenja-furana. Tom metodom se postiže ispitivanje stanja degradacije celuloze
(izolacionog papira) unutar posmatranog transformatora, a na temelju uzoraka ulja i celulozne izolacije.
Poznato je da čvrsta izolacija (nauljen papir, karton,
trake…) propada brže ukoliko je veća radna temperatura, količina vlage, kiseonika i slično. Kada se
počne raspadati materijal od kojeg je izrađena čvrsta
izolacija, molekularni lanci celuloze postaju kraći pa
se formiraju hemijski proizvodi kao što su derivati
furana, zatim CO i CO2 koji se rastvaraju u ulju.
Najpouzdanija metoda za određivanje stepena
degradacije izolacionog papira je merenje stepena depolimerizacije (DPv). Tu se meri broj jedinica glukoze
u molekularnom lancu. Merenje DPv-a zahteva prikupljanje malih uzoraka papira iz transformatora, što
nije praktično. Zato se ova metoda retko primenjuje
kod transformatora u radu, a češće kod transformatora
koji su u postupku reparacije ili servisa.
Ispitivanje derivata furana je mnogo praktičnije.
Od derivata furana najviše se pojavljuje 2-furaldehid. Njegova koncentracija je srazmerna faktoru
DPv, a time i stepenu fizičke čvrstoće papirne izolacije. Granica od 100 ppb (parts per billion) postavljena
je kao osnova u mnogim publikacijama. Kod vrednosti
stepena polimerizacije DPv 400 koncentracija 2-furaldehida je 100 ppb. Kada vrednost DPv-a postane 200,
koncentracija 2-furaldehida postaje 4000 ppb, što
je pouzdan znak da je izolacija izgubila mehaničku
čvrstoću, i da je transformator došao do kraja svog
radnog veka.
Za ovu metodu ispitivanja potrebno je znati i
tip izolacionog papira koji je korišćen pri konstrukciji
i izradi transformatora, s obzirom da različiti papiri
proizvode 2-furaldehide različitom brzinom za iste
radne uslove. Takođe je poželjno raspolagati i podacima o opterećenju transformatora tokom vremena, informacijama o smetnjama na samom transformatoru,
podacima o promeni frekvencije i napona.
Kada se ustanovi (detaljnim pregledom, snimanjem stanja) u kakvom se stanju transformator nalazi, potrebno je formirati program održavanja, zasnovan pre svega na povećanju i održavanju određenog
stepena pouzdanosti rada transformatora. Na ovj
način se precizno definiše šta, kada i kako treba raditi.
83
Jedan od osnovnih parametara koje treba pratiti je brzina starenja sistema izolacije (ulje i celuloza).Glavni
činioci koji utiču na starenje ovog sistema su procesi:
hidrolize, oksidacije i pirolize koji se javljaju pod uticajem vode, kiseonika i toplote.
U osnovi na brzinu starenja sistema izolacije,
pored temperature, najviše utiču vlaga u celulozi (papiru) i kiseonik u izolacijskom ulju. Brzina starenja
celulozne izolacije proporcionalna je količini vode u
papiru (porast koncentracije vlage sa 0,5% na 1% znači
da se brzina starenja papirne izolacije udvostručena).
Ako je voda prisutna u manjim količinama, ona će se
rastvoriti u ulju, a ako je prisutna veća količina vode,
dolazi do zasićenja ulja tako da se javlja slobodna
voda. Količina vode u ulju se izražava u jedinicama
ppm (parts per million). Na temperaturi od 20°C u
jednom litru ulja može se rastvoriti najviše 200 ppm
=0,02%=0,0002 l=0,2 ml vode. Sve što je iznad 200
ppm javlja se kao slobodna voda. Na temperaturi od
20°C maksimalni sadržaj vode u trafo ulju je 150 ppm,
a već pri sadržaju vode od 50 ppm potrebno je obaviti
isušivanje ulja. Kvalitetnim sistemom rashlađivanja
može se deo vlage odstraniti u okolinu, ali će se direktnim i stalnim filtriranjem ulja sigurno produžiti interval redovnog održavanja.
Što se tiče kiseonika u ulju, njegov nivo je
moguće kontrolisati izborom kvalitetnog rashladnog
sistema (korišćenje zatvorenog sistema hlađenja umesto samohlađenog transformatora) ili direktnim
dodavanjem inhibitora 2,6-di-tert-bytil 4-methyl-phenola (DBPC) u transformatorsko ulje. Taj inhibitor
reaguje sa kiseonikom u ulju i tako sprečava njegov
uticaj na ubrzavanje procesa oksidacije.
Pomenute metode tretmana ulja se obavljaju
periodično, pa je svrsishodna primena uređaja koji
tretiraju transformatorsko ulje kontinualno. Jedan od
takvih uređaja je TCU (TransformerCare Unit).
Uređaj TCU (TransformerCare Unit) je dizajniran za on-line prečišćavanje ulja i koristi se za
produženje radnog veka transformatorskog ulja, a
samim tim i transformatora. Kontinualno izdvajanje
vlage, degazacija i eliminacija mehaničkih nečistoća iz
transformatorskog ulja omogućavaju nizak nivo vlage,
kiseonika i mehaničkih nečistoća u ulju, povećavaju
probojni napon izolacionog ulja, a rezultat svega je i
produžavanje radnog veka izolacije. Dužina radnog
veka transformatora može biti trostruko povećana.
Održavanje niskog nivoa vlage, kiseonika i
nečistoća u transgormatorskom ulju direktno utiču
na produženje trajanja izolacije, a samim tim na
produženje intervala redovnog servisiranja transformatora i njegov ukupni radni vek. Posmatrano sa finansijske strane, imajući u vidu troškove servisiranja
84
transformazora, cenu novog transformatora, jasno
je da se primenom ovakvih uređaja u elektro-energetskim postrojenjima mogu ostvariti uštede koje se
mere milionima evra. Vrlo lako se uočava ekonomska
opravdanost ugradnje ovakvog uređaja istovremeno
sa ugradnjom transformatora i njegovim puštanjem
u rad, jer se uložena sredstva vrlo brzo isplate kroz
smanjenje troškova redovnog održavanja.
Tehničke karakteristike uređaja su sledeće:
- Uređaj je primenljiv za transformatore
veličina od 5 do 1100 MVA.
- Kapacitet prečišćavanja je 15 m3 nedeljno
pri neprekidnom radu
- Kapacitet degazacije je 155 lit/24h pri
sadržaju gasa od 10%, odnosno 14 lit/24h pri
sadržaju gasa od 2%
- Kapacitet eliminacije vlage je 12 ml/24h pri
temperaturi trafo ulja od 50° C i sadržaju
vlage 10 ppm.
- Finoća filtracije mehaničkih nečistoća 3 μm
- Primenljiv za temperature trafo ulja od -35°
C do +90° C i za temperature ambijenta -35°
C do +50° C
Zapremina štetnog gasa uklonjenog uređajem
TCU može se interpretirati u skladu sa DIN EN 60599
standardom.
Pored toga, vlaga i sadržaj gasa u transformatorskom ulju mogu se pratiti u svakom trenutku, a u
slučaju značajnih promena ovih vrednosti dobija se
signal njihove promene u pravom trenutku.
Prednosti korišćenja ovakvog uređaja su
sledeće:
- čuva izolaciona svojstva transformatorskog
ulja
- povećava sigurnost u radu transformatora
- analiza štetnih gasova je moguća saglasno sa
DGA (Dissolved Gas Analysis)
- produžuje preostali vek trajanja transformatora usporenjem procesa starenja celuloze.
Primena uređaja TCU u modernim elektroenergetskim sistemima je našla široku primenu u
zemljama Skandinavije (Švedska, Finska, Norveška),
zemljam EU, pa se tako mogu videti i u Rumunskom
delu hidroelektrane „Đerdap“.
LITERATURA
- Tehnička dijagnostika i monitoring u industriji, Želko
Novinc, Amir Halep
- Životni ciklus transformatorskih ulja, Ksenija
Đurđević, Slobodan Sokolović, Mirjana Vojinović
Miloradov,
Dr Svetomir Maksimović,dipl.inž.rud.
EPS, Direkcija za proizvodnju energije, Beograd
Doc.dr Igor Miljanović,dipl.inž.rud.
Rudarsko geološki fakultet u Beogradu
UDC: 621.311.22 : 65.012.27
Primena međusektorskih modela u upravljanju
integrisanim privrednim društvom
Kolubare i TENT-a
STRUCTURAL MODEL APPLICATION IN INTERGRATED ECONOMIC
ASSOCIATION KOLUBARA AND TPPS TENT MANAGEMENT
REZIME
a sve bržim razvojem industrije uglja i termoenergetskog sektora u Srbiji, pojavili su se i određeni
poremećaji i krize u njihovom funkcionisanju, što je
izazvalo povećanje uticaja nosilaca ekonomske politike, jačala se njihova uloga, pa je tokom vremena
došlo do širenja i polja upravljanja i instrumenata
upravljanja. Uticaj nosilaca ekonomske politike na
razvoj industrije uglja i termoenergetskog sektora,
koji su u potpunosti integrisani, uslovljen je i izrazito
brzim razvojem informatike, brzim razvojem naučnoistraživačkog rada, kao i činjenicom da razvoj navedenih resursa uslovljava ekonomsku, tehnološku,
političku snagu Republike Srbije.
Primena strukturnih modela, međusektorskih
modela je jedan od proverenih i pouzdanih načina,
koji do sada, na žalost, nisu našli značajnu primenu
u ovoj oblasti. Ovim radom upravo želimo, da bar delom, skrenemo pažnju na neke pozitivne efekte primene
ovakvog modela.
Ključne reči: Industrija uglja, upravljanje,
strukturni modeli, input-output tabele.
S
1. UVODNE NAPOMENE
Međusektorski modeli, zasnovani na primeni međusektorske analize, služe za pronalaženje
jednog od mogućih rešenja u oblasti proizvodnje, spoljnotrgovinske razmene, raspodele finalne
potrošnje, ekologije, a naročito za sprovođenje tekuće
ekopnomske politike.
Metodi međusektorske analize zauzimaju
posebno značajno mesto u procesu planiranja, a
samim tim i upravljanja, sve složenijim društvenoekonomskim i privrdnim razvojem.
ABSTRACT
W
ith as much as fast development coal industy
and thermo-energy sector in Serbia, has been
showned certian disturbences and functional shortage, which has been caused by influenced increasing
of economical policy carrier, their role became stronger, therefore being spreaded of field of managing and
managing instruments. Economical policy influenced
carriers on coal industry and completely thermoenergy intergated sector development, is outstanding fast-growing IT sector conditional, fast-growing
scientifacally-researching work conditional, as fact
as stated resorce development is conditional towards
economical, technological, political capability of Republic of Serbia.
Key words: coal industry, management, structural model, input-output charts.
Ocem međusektorske analize smatra se
američki ekonomist, rođen u Rusiji, Dr Vasilij Leontijev dobitnik Nobelove nagrade za ekonomiju 1973.
god. a međusektorska analiza smatra se najvećim
dostignućem u ekonomiji 20. veka. Vasilij Leontijev
je na osnovu svetske ekonomske krize napravio metod
ravnoteže, ponude i tražnje i bilansa između proizvodnje i potrošnje i nazvao ga je „input-output“ teorija.
Smatra se da je ova metoda doprinela zaustavljanju
krize u Americi 1947.god.
U svojim radovima nagovestio je da će
početkom 20. veka matematika odrediti ponašanje
85
tržišta, te će postepeno sve manje biti slobodnog tržišta.
Može se potvrditi da je matematika ušla u tržište i u
drugoj polovini 21. veka biće uspostavljena planska,
a ne tržišna privreda. To je zapažanje o kome se mora
voditi računa kod utvrđivanja geostrategije zemlje.
U našoj zemlji praćenje ekonomskih kretanja
privrede kao celine, putem međusektorske analize je
znatno zaostalo u odnosu na razvijene zemlje. Posebno je to važno kada se ima u vidu da je međunarodna
kriza zaahvatila i našu zemlju i to u momentu kada je
u toku vrlo usporen proces restrukturiranja industrije
uglja Srbije.
2. OSNOVNI PRINCIPI I OBLICI STRUKTURNOG MODELA
Međusektorski model predstavlja osnovni
statistički instrument za analizu ukupno raspoloživih
sredstava i njihove raspodele u proizvodnom sistemu,
a temelji se na tabelama međusobnih odnosa privrednih delatnosti, koje pokazuju opštu ravnotežu namenske raspodele i vrednosne strukture proizvodnje
proizvodnog sistema.
Privredne aktivnosti ekonomskog sistema
na celeokupnoj teritoriji jedne države mogu biti
razložene na manja područja (ekonomske regione,
lokalne samouprave, privredne organizacije).
Međusektorske tabele sastavljaju se za jednu
izabranu godinu, a one se periodično ponavljaju svake
druge, svake pete godine itd. Međusektorske tabele
iskazuju ostvarenu ili prognoziranu privrednu aktivnost u izabranoj godini.
Privredna aktivnost je u međusektorskim tabelama prikazana dezagregirano na niz proizvodnih sektora koji ispunjavaju uslov homogenosti, tj. restrikciju da se svaki proizvod obuhvati isključivo samo u
jednom statistički definisanom sektoru.
U procesu reprodukcije sektori stupaju u
međusobne odnose. Takvi odnosi između svakog sektora prikazani su kao niz isporuka proizvoda sektora
drugim sektorima i kao niz nabavki potrebnih sredstava od drugih sektora.
U međusektorskim tabelama svakom sektoru
pripada jedna vrsta i jedna kolona. U redovima je prikazana namenska raspodela proizvodnje sektora, na reprodukcionu potrošnju pojedinih sektora proizvodnog
sistema i na komponenete finalne potrošnje: investicionu potrošnju (INV), povećanje zaliha (ΔZH), ličnu
potrošnju (LP), opštu i zajedničku potrošnju (OP) i
izvoz (IZV). Realizacija svih isporuka jednog sektora
zajedno sa povećanjem zaliha predstavlja vrednost
86
proizvodnje odnosno ukupno raspodeljena sredstva
datog sektora.
U kolonama je prikazana vrednosna struktura proizvodnje sektora. Proizvodnja je rasčlanjena
na utroške međufaznih proizvoda nabavljenih od
drugih sektora i od sektora samog za sebe, dodatnu
vrednost sa komponentama: lične zarade radne snage
angažovane u procesu proizvodnje (Z), amortizacija
osnovnih proizvodnih fondova (AM) i višak proizvoda (VP).
Zbir vrednosti nabavljenih međufaznih proizvoda i dodajne vrednosti predstavlja društveni bruto
proizvod (DBP) formiran u svakom sektoru. Svaki
sektor nabavlja izvan datog proizvodnog sistema jedan deo potrebnog reprodukcionog materijala koji
će se utrošiti u procesu proizvodnje. Zbir društvenog
bruto proizvoda (DBP) i spoljnih nabavki predstavlja
ukupna raspoloživa sredstva (RS).
Tehnološke veze između pojedinih sektora
određene su koeficijentima strukturnih odnosa, odnosno tehničkim koeficijentima. Ovi koeficijenti pogodni
su ne samo za analizu privredne strukture u proteklom
vremenu već i za analize budućih kretanja.
Tehničkim koeficijentima (aij) se izražavaju
odnosi direktne potrošnje reprodukcionih proizvoda
bilo kojeg sektora za jedinicu outputa datog sektora
i ukupno raspoloživih sredstava ili bruto proizvodnje
– postajući tako izraz neposrednih efekata promene
u proizvodnji. Tehnički koeficijenti se drugačije zovu
normativima proizvodnje.
Između obima utroška intermedijarnih proizvoda sektora isporučioca sektoru potrošača, i obima
outputa sektora primaoca, funkcionalna zavisnost
može poprimiti različite oblike.
Najčešće je analiza međusektorske povezanosti u praksi zasnovana na direktnoj proporcionalnosti. U slučaju postojanja značajnih utrošaka u nekim sektorima, zavisnost između utroška i outputa se
može realnije prikazati u obliku linearne nehomogene
funkcije.
U međusektorskoj analizi se pretpostavljaju
konstantni tehnički koeficijentri. Međutim, u realnosti
tehnički koeficijenti su promenljivi usled povećane
proizvodnje radne snage (izgradnja kapaciteta,
proširenje postojećih), nivoa korišćenja postojećih
kapaciteta i izmene unutrašnje strukture proizvoda
koji čine homogeni proizvod, promena u asortimanu
proizvodnje.
Primenom inverznih koeficijenata, ili matričnih
multiplikatora, izvedenih na osnovu tehničkih koeficijenata, ostvaren je praktično metod rešavanja
međusektorskih modela. Inverzni koeficijenti pokazuju potreban obim proizvodnje za postizanje jedinice outputa za zadovoljenje finalne tražnje jednog
se-ktora. Takođe odražavaju direktne i indirektne
efekte promene finalne tražnje ili finalne proizvodnje,
ukupne efekte koji se ostvaruju u procesu lančano povezanih promena u proizvodnji određenih sektora. Uspostavljanje nove međusektorske tabele koja odražava
nanovo uspostavljenu ravnotežu, pod izmenjenim uslovima u posmatranom periodu, omogućuju inverzni
koeficijenti ugrađeni u međusektorski model.
Elementi formiranja ukupno raspoloživih
sredstava i njihova raspodela u tabelama međusobnih
odnosa privrednih delatnosti mogu biti prikazane
u cenama proizvođača i nabavnim cenama. Cene
proizvođača predstavljaju prodajnu cenu prodavca i ne
obuhvataju transportne troškove niti maržu trgovine.
Vrednost uvezenih proizvoda, franko granica
Srbije, obračunava se po unutrašnjim domaćim cenama i uvećava za: carine, takse, troškove prevoza u
zemlji, osiguranje i druge troškove i raspoređuje na
domaće privredne sektore. U međusektorskim tabelama uvoz se prikazuje po poreklu pripadnosti u domaće
privredne sektore i po nameni potrošnje. Uvoz može
biti razložen na komplementarni i na konkurentski.
Posebnom interpretacijom ekonomskih principa formiraju se tabele međusobnih odnosa privrednih delatnosti zatvorenog tipa, u kojima se svi
sektori pojavljuju i kao proizvođači i kao potrošači.
Otvorene međusektorske tabele sadrže u otvorenom
delu autonomne sektore primarnih ulaganja i finalne
potrošnje koji su povezani sa egzogenim faktorima
nazavisno od tehničkih uslova sadržanih u intermedijarnom, zatvorenom delu tabela.
Matrične relacije se koriste za formiranje i
tumačenje međusektorskih modela. U osnovnim
međusektorskim modelima matrice tehničkih koeficijenata povezuje vrednost proizvodnje, finalnu
potrošnju i uvoz u sistem jednačina za koje se rešenje
formuliše po različitim varijantama u zavisnosti od izbora endogenih i egzogenih varijabilnih veličina.
Međusektorski modeli mogu biti, prema vremenskom trajanju, razdvojeni na modele jednog (posmatranog) perioda i na modele intervala sastavljenog
od više uzastopnih perioda istovetne dužine–godine
[1].
U statičkim međusektorskim modelima sve se
promenljive odnose na isti period, dok investiciona
potrošnja predstavlja egzogenu promenljivu kao komponenta finalne potražnje. Međusektorski modeli koji
obuhvataju više perioda imaju svojstvo dinamičkih
modela zato što omogućavaju promenu kvantitativne
baze samo pri prelasku iz prethodnog u naredni period, dok su u toku bilo kojeg od tih perioda njihovi
elementi nepromenjivi.
Inducirane investicije se posebnim relacijama povezuju sa proizvodnim procesom te se preko
uzručno-posledičnih veza utvrđuje obim proizvodnje
i obim investicija u sukcesivnom nizu vremenskih perioda.
3. SADRŽINA INPUT-OUTPUT TABELA I
EKONOMSKI AGREGATI
Privredno društvo sastoji se od više proizvodnih jedinica (ogranaka) (x1, x2, ..., xn), koja svaka za
sebe predstavlja određenu homogenu celinu u pogledu
tehnologije rada, odnosno, proizvodne delatnosti.
U tabeli 1. prikazana je input-output tabela
koja se odnosi i na privredna društva. Može se uočiti
da input-output tabele sadrže tri bloka:
1) Prvi blok (a) sadrži elemente eksternih
troškova potrebnih za ukupnu proizvodnju
određene proizvodne jedinice (materijal,
energija, usluge i drugo), zatim društvena
davanja, zaradu, amortizaciju, višak proizvodnje itd.
2) Drugi blok (b) pokazuje strukturu reprodukcione potrošnje privrednog društva
n
(™ xnj
j=1
n
i ™ xin)
i=1
3) Treći blok (c) pokazuje strukturu finalne
potrošnje (eksternu realizaciju, bruto investicije i sl.)
Društveni proizvod se može razložiti na tri osnovne komponente: amortizaciju (AM), neto zaradu
(NZ) i višak proizvoda (VP).
Umesto viška proizvoda možemo navesti
sledeće njegove komponente:
Dj3– Doprinosi na plate u j-tom privrednom
sektoru
4
Dj – Doprinosi na opštu i zajedničku potrošnju
u j-tom privrednom sektoru
5
Dj – Porezi u j-tom privrednom sektoru
Dj6 – Kamate u j-tom privrednom sektoru
Dj7 – Ostale naknade u j-tom privrednom sektoru
8
Dj – Akumulacija j-tog privrednog sektora.
Reprodukciona potrošnja predstavlja matricu
koja se sastoji iz (n+1) redova i (n+1) kolona. Takva
podela predstavlja važni deo bilansa, naime, ukoliko sadrži informacije o međusektorskim vezama.
Veličina xij nalazi se na preseku i-tog reda i j-te kolone i pokazuje koliko produkcija i-tog sektora je bila
korišćena u procesu materijalne proiozvodnje j-tog
sektora. Veličinu xij karakteriše međusektorska isporuka sirovine, materijala, energenata i energije uslovljenih proizvodnom delatnošću.
87
Tabela 1. - Input-output tabela sa nerazdvojenim domaćim i uvoznim tokovima
Finalna potrošnja obuhvata namensku
raspodelu proizvodnje j-tog privrednog sektora za
podmirenje sledećih potreba [1]:
- Povećanje zaliha sirovina i finalnih proizvoda za preradu i potrošnju u narednom periodu
(ΔZH)
- Obavljanje investicione aktivnosti (INV)
- Izvoz za potrebe svetskog ekonomskog
sistema (IZV)
- Za zadovoljenje domaće lične potrošnje
(LP)
88
- Za zadovoljenje zajedničke i opšte potrošnje
(OP) .
4. OPŠTE PRETPOSTAVKE INPUT-OUTPUT
MODELA PRIVREDNIH DRUŠTAVA
Da bi se međusektorske tabele za nivo privrednih organiazacija mogle međusobno upoređivati, a
i sa podacima budućih međusektorskih tabela, potrebno je primenjivati jedinstvenu metodologiju u njihovoj izradi. U I-O tabelama privrednih organizacija
potrebno je rasčlaniti međusobne odnose između
proizvodnih delatnosti. Sledeće što je potrebno učiniti
jeste rasčlanjenje postojećih privrednih delatnosti na
njene manje jedinice. Sobzirom da su određene proizvodne delatnosti i njihove poddelatnosti raazmeštene
prostorno u raznim regionima, potrebno je utvrditi
odgovarajuće transportne troškove i troškove trgovine
što predstavlja vrlo složen zadatak.
Kako se industrija uglja Srbije može dezintegrisati na Sektor za proizvodnju uglja pri EPS-u i
Sektor za proizvodnju uglja JP PEU Resavica, a dalje
Sektor za proizvodnju uglja pri EPS-u na proizvodnju
uglja u PD RB Kolubara i PD TE-KO Kostolac, može
se govoriti o unutarsektorskom modelu i dvosektorskom modelu.
Obezbeđenje skladnih odnosa između proizvodnih i neproizvodnih jedinica u okviru privrednog
društva i odnosa svih proizvodnih i neproizvodnih jedinica sa ostalim organizacionim jedinicama drugih
privrednih društava i organizacija, koje se pojavljuju,
bilo kao dobavljači repromaterijala, bilo kao kupci
gotovih proizvoda, predstavlja veoma kompleksan za-
datak upravo zato što su ti odnosi, po pravilu, u savremenom načinu poslovanja, veoma složeni.
Pojednosatvljeni
procesi
funkcionisanja ekonomskog sistema je i značajan nedostatak
međusektorskog modela i posebno je izražen kroz
uvođenje dve osnovne pretpostavke:
a) Da proizvodne jedinice privrednog društva
predstavljaju zaokruženu tehnološku celinu
u kojima se proces proizvodnje obavlja na
jedan određeni način;
b) Da veličina svih vidova utrošaka za proizvodnju bilo koje proizvodne jedinice
privrdnog društva je u linearnoj zavisnosti
od nivoa proizvodnje odgovarajuće proizvodne jedinice.
5. INPUT-OUTPUT TABELE PD KOLUBARE
I TENT-A
Kako se najveći deo proizvodnje uglja iz Kolubare plasira za proizvodnju termoelektrične energije u
termoelektranama,
međuseSlika 1. - Shematski prikaz sektorske međuzavisnosti proizvodnog sistema RB Kolubara- ktorskom analiTENT
zom zahvaćeni su
proizvodni sektori oba privredna
društva.
IPD Kolubare i TENT-a
to čine (ogranci)
površinski kopovi
i termoelektane:
Polje-D, Polje-B,
Tamnava-Istočno
Polje,
Tamnava
Zapadno
Polje TENT-A,
TENT-B,
Termoelktrana Kolubara
(TEK),
Termoelektrana
Morava (TEM) i
ogranak za preradu uglja „Kolubara-Prerada“.
Sektorska međuzavisnost u PD Kolubare i TENT-a
prikazana je na
slici 1.
89
6. OSNOVNA INPUT-OUTPUT TABELA PROIZVODNIH SEGMENATA SISTEMA KOLUBARE I
TENT-A ZA 2007.GOD.
Tabela 2. - Osnovna input-output tabela proizvodnih segmenata sistema RB Kolubare i TENT, (za 2007.)
u 103 din.
7. TEHNIČKI KOEFICIJENTI SISTEMA RB
KOLUBARA I TENT
Na osnovu tabele 2 izračunati su tehnički koeficijenti ili normativi proizvodnje za RB Kolubaru i
TENT. Matrica tehničkih koeficijenata sistema RB
Kolubara i TENT ima oblik (prikaz 1).
8. INVERZNE MATRICE TEHNIČKIH
KOEFICIJENATA RB KOLUBARA I TENT
Na bazi matrice direktnih tehničkih koeficijenata i jedinične matrice postavljena je inverzna matrica tehničkih koeficijenata (prikaz 2),
Primera radi, da bi bila obezbeđena proizvodnja na PK Tamnava Istočno Polje, namenjena finalnoj potrošnji u vrednosti od 100 (din), potrebno je da
vrednost proizvodnje na PK TIP iznosi 100,2 (din),
na PK TZP 0,5 (din), PK Polje D 0,6 (din), Kolubara prerada 6,4 (din), TENT A 1,1 (din), TENT-B 1,1
(din) i segmentu TEK 0,3 (din). Uslovljeno povećanje
proizvodnje za 0,2 (din) iznad potrebnog za finalnu
potrošnju na PK TIP zajedno sa izazvanim povećanjem
proizvodnje u ostalim segmentima, treba jedino da
omogući funkcionisanje reprodukcionog procesa iz
90
kojeg bi proistekla samo proizvodnja segmenta PK
TIP u vrednosti od 100 (din) za finalnu potrošnju.
Zbir elemenata matrice
i (I-A)-1 = [1,102 1,118
1,140
1,145
1,051 1,0582 1,688 1,478
1,551]
pokazuje da bi u 2007. RB Kolubara i TENT
trebalo da ostvare planiranu proizvodnju u vrednosti
od 110,2 (din) da bi aktivnost PK TIP u proizvodnji
uglja vrednosno iznosila 100 (din).
9. ISPITIVANJE STRUKTURE
USKLAĐENOSTI RB KOLUBARA-TENT
Analiza matrice tehničkih koeficijenata i matrice inverznih koeficijenata, tabela 3 pruža mogućnosti
ispitivanja strukture usklađenosti sistema RB Kolubara - TENT. Ukoliko se traži obim proizvodnje nekog
proizvodnog segmenta, na primer PK TIP za zadati
vektor eksterne realizacije (Y) preko matričnih multiplikatora dobija se sledeća relacija:
X1 = 1.002 × 77.200 + 0.003 × 185.230
+ 0.011 × 17.505.631 + 0.183 ×
16.700.525 ≈ 3.336.000 (×103 din)
Iz tabele 4
uočava se da je ostvarena
vrednost
eksterne realizacije
povećana u odnosu
na planiranu na PK
TIP za 33,60 (%) ili
21.100.000 (din),
na PK TZP za 14,89
(%) ili 94.030.000
(din), i na PK Polje
D za 30,52 (%)
ili 3.016.828.000
(din). U odnosu na
planiranu eksternu realizaciju, na PK
Polju-B realizacija je manja za 91,00
(%) ili 384.320.000 (din). Kolubara-Prerada smanjila je preradu uglja za 9,5 (%) ili 185.751.000 (din).
TENT-A povećao je proizvodnju i
isporuku električne energije za 1,03
(%) ili 191.650.000 (din), a TENT-B
za 8,67 (%) ili 1.506.380.000 (din).
Prikaz 1.
Prikaz 2.
Iz tabele 3 uočava se da je za povećanje proizvodnje PK TIP za100 (din) potrebno radi usklađenosti
proporcije proizvodnje u sistemu povećati proizvodnju
PK TIP za 100,2 (din), PK TZP za 0,3 (din), TENT-A
za 1,1 (din) i TENT-B za 18,3 (din) ili ukupno za 119,9
(din).
U tabeli 4 dat je uporedni pregled vrednosti
vektora proizvodnje (X) i realizacije (Y), za postojeće
stanje i za planirano stanje u sistemu.
10. ISPITIVANJE STEPENA
INTEGRISANOSTI RB
KOLUBARA-TENT
Uklapanje proizvodnih segmenata sistema RB
Kolubara i TENT-a u integrisanu celinu, a na osnovu
matrice tehničkih koeficijenata (aij) i koeficijenata realizacije (bij), utvrđeni su stepeni integrisanosti segmenata, tabela 5.
Zbir aritmetičke sredine tehničkih koeficijenata i koeficijenata realizacije kreće se od 0,059 (za PK
Tabela 3. - Matrica (I-A)-1 integrisanog sistema RB Kolubara-TENT, za 2007.
PK TIP
aij
(I-A)1
PK TZP
aij
PK Polje D
(I-A)-1
aij
PK Polje B
(I-A)-1
aij
(I-A)1
Prerada
aij
(I-A)1
TENT-A
aij
TENT-B
(I-A)-1
aij
TEK
(I-A)-1
aij
TEM
(I-A)1
aij
(I-A)-1
PK TIP 0
1,002 0
0,003
0
0,000
0
0,000 0
0,000 0,01054 0,011
0,17637 0,183
0
0,000 0
0,000
PK
TZP
0
0,005 0
1,007
0
0,000
0
0,000 0
0,000 0,03439 0,037
0,38059 0,396
0
0,000 0
0,000
PK
0
Polje D
0,006 0
0,008
0
1,023
0
0,021 0
0,013 0,39622 0,427
0,01550 0,020
0,37216 0,392 0,44867 0,471
PK
0
Polje B
0,000 0
0,000
0
0,000
0
1,000 0
0,000 0
0,000
0
0,000
0
0,000 0
0,000
0,06501 0,067 0,00115 1,002 0
0,026
0
0,038
0,01135 0,033 0
0,025
Prerada 0,06349 0,064 0,06335 0,064
0,05307 0,055
TENT0,01076 0,011 0,01580 0,017
A
0,000
0
0,000 0
0,000 0,05067 1,054
0
0,009
0
0,000 0
0,000
0,000
0
0,000 0
0,000 0
0,001
0,02995 1,039
0
0,000 0
0,000
0,029
TENT0,01056 0,011 0,01540 0,016
B
0
TEK
0
0,003 0
0,003
0,05753 0,062
0,05211 0,057 0,03405 0,036 0
0,026
0
0,003
0,02798 1,053 0
TEM
0
0,000 0
0,000
0
0
0,000
0
0,000
0
Ukupno 0,08481 1,102 0,09455 1,118
0,000
0,11060 1,140
0,000 0
0,000 0
0,11712 1,145 0,03520 1,051 0,49182 1,582
0,60241 1,688
0,000 0,02500 1,026
0,41149 1,478 0,47367 1,551
91
Tabela 4. - Vrednosti vektora proizvodnje (X) i realizacije (Y), realizovano i planirano u sistemu RB Kolubara -TENT 2007. (×103 din)
Segment
PK TIP
PK TZP
PK Polje D
PK Polje B
Kolubaraprerada
TENT- A
TENT-B
TE Kolubara
TE Morava
Ukupno
%
Realizovano
Vrednost eksterne
Vrednost ukupne
realizacije
proizvodnje
[Y]
[X]
Y1 =
56.100
X1 =
4.456.740
Y2 =
91.200
X2 =
8.540.480
Y3 =
120.935
X3 =
12.900.000
Y4 =
421.680
X4 =
421.680
Planirano
Novelirana vrednost
Oþekivana ukupna
eksterne realizacije
proizvodnja
[Y/]
[X/]
/
/
Y1=
77.200
X1=
3.335.858
/
/
Y2=
185.230
X2=
7.433.588
Y/3 =
0
X/3 =
9.883.172
Y/4 =
806.000
X/4 =
806.000
Y5 =
1.961.800
X5 =
Y/5 =
2.147.551
X/5 =
3.468.760
Y6 =
Y7 =
Y8 =
Y9 =
Y=
%=
18.423.500
18.664.330
3.719.420
817.790
44.276.755
100,00
X6 =
X7 =
X8 =
X9 =
X=
%=
Y/6 =
Y/7 =
Y/8 =
Y/9 =
Y/ =
%=
17.505.631
16.700.525
3.736.796
1.170.000
42.328.933
95,60
X/6 =
X/7 =
X/8 =
X/9 =
X/ =
%=
18.584.500
17.365.880
4.600.000
1.200.000
66.677.758
91,63
3.420.160
18.776.150
18.872.260
4.561.470
820.000
72.768.940
100,00
Tabela 5.- Stepeni integrisanosti segmenata u sistemu RB Kolubara - TENT
n
Segment
¦a
ij
Segment
i 1
TENT-B
TENT-A
TEM
TEK
PK Polje B
PK Polje D
PK TZP
PK TIP
Prerada
0,60241
0,49182
0,47367
0,41149
0,11712
0,11060
0,09455
0,08481
0,03520
¦b
ij
Segment
i 1
PK Polje D
PK TIP
PK TZP
Prerada
TEK
TENT-A
TENT-B
TEM
PK Polje B
Polje B) do 0,55 (za PK Polje D) što ukazuje na nizak
stepen integrisanosti proizvodnih segmenata.
ZAKLJUČAK
Veliki broj zemalja koriste međusektorskestrukturne-(input-output) analize za vođenje nacionalne ekonomije. Međutim, njena primena u rudarstvu u
industriji uglja nije dovoljno zastupljena u svetu.
U svom savremenom obliku input-output
analiza predstavlja jednu od neophodnih metoda kvantitrativne ekonomske analize, pre svega analize strukture narodne privrede, industrije, privrednih društava.
racionalno usmeravanje celine i sastavnih elemenata
složenih privrednih sistema zahteva primenu delotvornih metoda za praćenje i analizu njihovog razvoja.
Iz prikazanih input-output tabela, kako je
konstatovano, proizilaze brojna, široka i značajna
92
n
n
0,98998
0,97685
0,97508
0,38088
0,18766
0,05906
0,03865
0,02500
0,00000
n
¦ a ij ¦ b ij
i 1
i 1
2
PK Polje D
PK TZP
PK TIP
TENT-B
TEK
TENT-A
TEM
Prerada
PK Polje B
0,55029
0,53482
0,53083
0,32053
0,29958
0,27544
0,24934
0,20804
0,05856
saznanja o: direktnim i povratnim proizvodnim
povezanostima podsistema u sistemu, dvosmernim
međuzavisnostima sistema i okruženja, tj. prirodi i
intezitetu zavisnosti proizvodnog sistema od nabavki
iz, i isporuka okruženju, načinu formiranja i raspodeli
proizvodnje podsistema, tj. sistema i njenoj vrednosnoj strukturi, veličini i is trukturi potrošnje, tj. eksterne realizacije i načinu i stepenu delovanja njenih
promena na proizvodnju sistema, strukturei pojedinih
kategorija troškjova i cena ostvarene proizvodnje itd.
Rezultati dobiveni primenom nekih modela input-output analize na primeru PD Kolubare i
TENT-a, delom u ovom radu, ukazuju na mogućnost
da se primenom međusektorske analize realnije sagledavaju međusobnio veoma složene zavisnosti i uticaji
unutar industrije uglja, javnih preduzeća, privrednih
društava, u ograncima, i to u vreme, kada se industrija
uglja i cela privreda Srbije nalazi o procesu restrukturiranja.
LITERATURA
1. Stanojević R., (1998), Međusektorski modeli,
Ekonomski institut Beograd, Beograd.
2. Stanojević R. (1975), Dinamički model optimalnog
razvoja privrede zasnovan na metodima linearnog
programiranja, Ekonomski fakultet, Beograd.
3. Vujić S., I. Miljanović, S.Maksimovic,A.Milutinovic,
T.Benovic, M.Hudej, B.Dimitrijevic, V.Cebasek
and G.Gajic, Optimal dynamic management of
exploitation life of the mining machinery: models
with undefined interval, Jornla of Mining Science,
Springer New York, DOI: 10.1007/s10913-010053-2, Volume 46, Number 4, 2010, (425-430).
4. Vujić S., MAP: A method of multiattributive prognostication of mineral resources, Yugoslav journal
of opertions research, YU ISSN 0354-0243, Volume 11, Number 2, 2001. (211-220); 29th International Sypmosium on Application of Computers
and Operations Research in the Mineral Industry,
APCOM 2001, Section 2: Exploration, China University of Mining and Technology (CUMT), Bejing, China.
5. Vujić S., Miljanović I., Maksimović S. i ostali,
(2010), Journal of Mining Science, Vol.46, No. 4.
2010., Optimal dynamic m Вуйич С., Милянович И., Максимович С., Милутинович А., Оптимальное динамическое управление сроком
эксплуатации горных машин. ч. ii. модели с ограниченным интервалом, Физико-технические
проблемы разработки полезных ископаемых,
Институт горного дела Сибирского отделения Российской Академии Наук, Новосибирск
Россия, ISSN: 0015-3273, No. 5, 2010, (66-74).
anagement of exploatation life of the mining
machinery with undefined interval, Moskva.
6. Popović S., Nešić V., Petrović J., (1977), Primena input-output analize u složenoj organizaciji
udruženog rada na primeru REIK „Kolubara”,
SYM-OP-IS 77, Herceg Novi, 439-460.
7. Maksimović S. (2009), Primena međusektorske
analize u privrednim društvima termoenergetskog
sektora Elektroprivrede Srbije, Elektroprivreda
br.1, Beograd, 85-92.
8. Maksimović S., Milanović Z., Miljanović I.,
Boševski S., Hudej M., Benović T., (2009), Application of Input-Output Analysis in Corporate Enerprises of EPIS Thermal Power Sector, 3rd Balkan
Mining Congress, Izmir-Turkey.
9. Maksimović S., Milinović Z., i dr. (2009), Primena
ulazno-izlazne analize u preduzećima termoenergetskog sektora EPS-a, SYM-OP-IS 2009, 587590.
10. Maksimović S., Miljanović I., i dr.,(2010), Mesto
input-output modela u metodologiji upravljanja
privrednim društvom TE-KO „Kostolac”, III
Međunarodni simpozijum, Energetsko rudarstvo
ER 2010, Banja Junaković, Apatin.
11. Maksimović S., Miljanović I., i dr.,(2010), Osetljivost proizvodnje pojedinih proizvodnih sektora u privrednom društvu TE-KO „Kostolac” na
promene tehničkih koeficijenata, Rudarstvo 2010.,
Tara, 85-92.
12. Maksimović S., Miljanović I., i dr.,(2010), Uticaj
promena u tehnološkoj matrici na proizvodnju
pojedinih sektora u privrednim društvima Kolubare i TENT-a, OMC 2010. IX Međunarodna
naučna konferencija o površinskoj eksploataciji,
Vrnjačka Banja.
93
Prof. dr Miloš Grujić
Rudarsko-geološki fakultet Beegrad
dr Miloš Milanković,
Žika Jovanović, dipl. inž.
Elektromreža Srbije, Beograd
UDC: 504.75.06 : 621.316
Utvrđeni prioriteti rešavanja problema zaštite
životne sredine na objektima Elektromreže Srbije
DETERMINED PRIORITIES IN SOLVING ENVIRONMENTAL PROBLEMS
IN BUILDINGS OF SERBIAN TRANSMISSION SYSTEM AND MARKET OPERATOR
REZIME
lektromreža Srbije ima više od 80 objekata (trafostanica) raspoređenih na čitavoj teritoriji Srbije. Na svakom od ovih objekata se javljaju manji ili
veći problemi vezani za ugrožavanje životne sredine.
To je bio razlog da se u cilju efikasnijeg rešavanja
ovih problema uradi jedna studija prioriteta koja bi
utvrdila redosled rešavanja ovih problema uzimajući
u obzir više kriterijuma. U ovom radu su prezentirani
rezultati navedene studije
ABSTRACT
MS Serbia has more than 80 facilities (substations) distributed throughout the territory of Serbia. On each of these objects appear smaller or bigger
problems related to environmental threats .To was the
reason that in order to efficiently solve this problem
do a study to determine the priorities that the order
of solving these problems taking into account several
criteria. This paper presents the results of these studies.
E
E
Ključne reči: životna sredina, prioriteti, objekti EMS
of EMS
UVOD
Preduzeća koja se bave proizvodnjom i
prenosom električne energije imaju negativan uticaj na životnu sredinu. Taj uticaj varira od objekta
do objekta I zavisi od mnogo faktora. Dugogodišnji
nagomilani problem zaštite životne sredine za svoje
rešavanje zahtevaju značajna finansijska sredstva, uz
angažovanje drugih resursa u preduzeću. Zbog toga je
neophodno utvrditi prioritete radi efikasnog I funkcionalnog rešavanja ovih problema.
Za rešavanje prioriteta zaštite životne sredine
je potrebno je napraviti kompleksnu metodologiju
koja podrazumeva rad u više faza. Da bi se to moglo
ostvariti neophodno je prethodno proceniti i utvrditi
negativan uticaj na životnu sredinu, koji proističe iz
rada objekata EMS. Optimalni redosled rešavanja se
postiže uvažavanjem više kriterijuma, odnosno primenom metoda višekriterijumske analize.
Cilj ovog rada je da prezentira rezultate STUDIJE DEFINISANJA PRIORITETA ZA REŠAVANJE
PROBLEMA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE IZAZ-
94
Key words: environment, priorities, buildings
VANIH ELEKTROENERGETSKIM OBJEKTIMA
NAPONSKOG NIVOA 110, 220 I 400 KV, koja je
urađena u Elektromreži Srbije. Takođe rad treba da
pokaže osnove metodologije koja je korišćena, uz
uvažavanje više kriterijuma.
METODOLOGIJA ZA REŠAVANJE PITANJA
PRIORITETA
Izradom Studije obuhvaćene su 4 pojave na
objektima EMS, koje najviše mogu uticati i utiču
na životnu sredinu u bližoj ili daljoj okolini. Kao
najvažniji problemi na objektima EMS su definisani:
1. Kontaminacija zemljišta i šljunka mineralnim uljima u zoni transformatora i uljnih
kada.
2. Mešanje ulja i vode u uljnim jamama i
zagađenje okolnog zemljišta i vode
3. Pojava otpada, istrošenog materijala i upotrebljene opreme i delova.
4. Skladištenje ulja na objektima.
S obzirom na opredeljenje da se prioriteti
rešavanja dobiju primenom metoda višekriterijumske
analize, utvrđeni su najvažniji kriterijumi i to: tehničke
mogućnosti otklanjanja štetnosti, kriterijumi vezani
za zaštitu okoline, ekonomski kriterijumi, kriterijumi
vezani za potencijalne akcidente i kriterijumi koji su
vezani za zakonsku regulativu.
A. Tehničke
štetnosti
mogućnosti
otklanjanja
Tehničke mogućnosti otklanjanja štetnosti se
za potrebe utvrđivanja kriterijuma, prema kojima se
određuju prioriteti rešavanja, mogu podeliti u 5 grupa:
a. Ne postoje tehničke mogućnosti otklanjanja
štetnosti. Ova grupa tehničkih mogućnosti
spada u domen teorije, jer na sadašnjem stepenu razvoja su veoma retke vrste štetnosti
koje se ne mogu otkloniti. Takve štetnosti
se obično nazivaju trajnim, ali ipak se mogu
javiti u praksi. Kod određivanja prioriteta
ova grupa se uzima kao ekstrem i veoma
retko je kvantifikovana.
b. Komplikovano otklanjanje štetnosti sa
angažovanjem spoljašnjih izvođača. Postoje veoma osetljive negativne posledice
rada postrojenja i objekata po životnu sredinu. Takve štetnosti zahtevaju angažovanje
spoljašnjih izvođača, odnosno specijalizovanih firmi koje mogu svojim sredstvima fizički ukloniti posledice i na nekom
drugom mestu izvršiti neutralizaciju štetnog
dejstva.
c. Složeno otklanjanje štetnosti sa angažovanjem
izvođača iz EMS. Dugogodišnje iskustvo u
radu sa otklanjanjem posledica dovelo je do
toga da se u okviru pojedinih sektora i pogona EMS formirale kvalitetne radne grupe
koje mogu da obave i složenije poslove otklanjanja štetnosti. Ove grupe su pokazale
svoju spremnost naročito u kriznim, akcidentnim situacijama.
d. Manje složeno otklanjanje štetnosti sa
kombinovanim ili sopstvenim angažovanjem.
U javnim preduzećima javlja se potreba
za čitavim nizom manje složenih otklanjanja štetnosti, koja se izvode u sopstvenoj
režiji ili uz manju tehničku pomoć spoljnih
izvođača. To podrazumeva određeni stepen
obučenosti kadrova unutar samog EMS-a.
e. Lakše otklanjanje štetnosti u sopstvenoj
režiji. Postojanje obučenih ekipa i grupa za
otklanjanje manjih ili jednostavnijih negativnih posledica po životnu sredinu, pruža
mogućnost za brzo i efikasno rešavanje
problema.
Pored navedenih opštih grupa postoje i
mogućnosti dalje podele i analize na podgrupe
tehničkih mogućnosti. Važno je napomenuti da ne
postoje jasne granice između navedenih grupa i da se,
naročito, te granice ne ističu u grupama označenim sa
b, c i d.
B. Kriterijumi vezani za zaštitu okoline
Osnovni kriterijum sa najvećom težinom pri
utvrđivanju prioriteta za rešavanje problema zaštite
životne sredine se odnosi na stepen ugroženosti okoline usled dejstva postrojenja i objekata EMS. Kao i
u prethodnom slučaju i ovaj kriterijum se može podeliti na 5 grupa štetnosti koje imaju različit uticaj na
životnu sredinu:
a. Ne izaziva promene u okolini. Manji broj
štetnosti ima mali domet i štetne posledice
imaju veoma mali radijus dejstva. To se
obično odnosi na krug objekta, a manja
ugroženost koja se javlja odnosi se na radnu
sredinu.
b. Izaziva negativne promene manjeg obima.
Promene manjeg obima su česte, naročito
ako je objekat starijeg datuma. Ove promene na okolinu su i manjeg značaja i imaju
manji radijus dejstva.
c. Izaziva negativne promene manjeg obima
sa manjim proširenjem ugroženog prostora. Manji obim promena koji se registruje na neposrednoj okolini, može imati
za posledicu i manje proširenje ugroženog
prostora. Ova grupa ima preventivni značaj
i štetnosti se uklanjaju da ne bi došlo do
proširivanja ugroženog prostora.
d. Izaziva veće negativne promene sa manjim
proširenjem ugroženog prostora. Određene
štetnosti imaju veliki intenzitet, ali na
manjem prostoru. Ako se ne preduzmu
odgovarajuće mere može doći do proširenja
ugroženog prostora.
e. Izaziva veće negativne promene sa većim
proširenjem ugroženog prostora. Štetnosti
koje imaju veći intenzitet na većem prostoru,
najviše ugrožavaju životnu sredinu. Posebno je prisutna opasnost od brzog proširenja
ugroženog prostora i većeg zagađenja okoline.
95
C. Ekonomski kriterijumi
Ekonomski kriterijumi su posebno osetljivi jer
zavise od mnogo faktora, a najviše od predviđenog
budžeta za zaštitu životne sredine javnog preduzeća.
Pored toga, za pojedina ulaganja se mogu koristiti i
sredstva koja nisu predviđena za zaštitu životne sredine, već mogu biti korišćena i iz fondova za infrastrukturu, lokalne samouprave i sl.
Ako se sa B označi budžet (ukupne investicije
u određenom posmatranom periodu), ovaj kriterijum
se može podeliti na sledećih 5 grupa:
a. Otklanjane štetnosti iziskuje sredstva veća
od 0,25 B
b. Troškovi otklanjanjanja štetnosti se kreću u
rasponu od 0,05 do 0,25 B
c. Otklanjane štetnosti zahteva troškove od
0,025 do 0,05 B
d. Troškovi otklanjanja štetnosti se kreću u rasponu od 0,01 do 0,025 B
e. Za otklanjane štetnosti potrebno je izdvojiti
manje od 0,01 B.
Visina budžeta se određuje za posmatrani period, a kao baza služe planski dokumenti, ekonomska
moć preduzeća, realizovana sredstva u prethodnom
periodu itd.
C. Kriterijumi vezani za potencijalne akcidente
U preduzećima koja se bave energetikom
moguće su pojave akcidenata (havarija). Ovakve pojave imaju često teške posledice jer za većinu aktera
one dolaze iznenada i po pravilu prouzrokuju teže
štetnosti često i izvan omeđenog prostora pogona (objekta).
Potencijalne akcidentske opasnosti se, u
skladu sa preventivnim merama koje se preduzimaju
da do njih ne dođe, dele u pet grupa:
a. Ne postoji potencijalna opasnost od akcidenata (preduzete su sve preventivne mere,
ne postoje mogućnosti iznenadne pojave
štetnosti i sl.),
b. Male mogućnosti akcidenata (najvažnije
preventivne mere preduzete),
c. Postoji realna opasnost od akcidenata
manjeg obima (zbog starosti objekta, nedovoljnih preventivnih mera i sl.),
d. Srednji stepen verovatnoće da je realna
opasnost od akcidenata (neadekvatno izvedeni radovi na objektu, starost objekta,
nepreduzimanje odgovarajućih preventivnih mera)
96
e. Velika verovatnoća akcidenta većih razmera
(nema adekvatne kontrole nad procesima
koji mogu izazvati akcident, ubrzanje opasnosti i sl.)
Procene potencijalnih akcidentskih opasnosti se vrše na osnovu poznavanja sličnih situacija
u javnom preduzeću, uslova pod kojima one nastaju,
kao i praćenje iskustava drugih sličnih sistema u zemlji i inostranstvu.
D. Kriterijumi koji su vezani za zakonsku regulativu
Zakonska regulativa je jedan od kriterijuma koji ne treba da bude plod bilo kakve dileme.
Međutim, nesavršenost pozitivnih zakonskih propisa,
nedostatak regulative u određenim slučajevima, nepreciznost u određenim slučajevima ili nedovoljno
definisanje mogućih sankcija, nameću potrebu da se
ovi kriterijumi takođe podele u 5 grupa i to:
a. Otklanjanje štetnosti nije predviđeno zakonima ni internim aktima kao obavezno.
Ovaj slučaj može biti posledica trenutnog nedeostatka zakonske regulative ili u
postojećim zakonskim i podzakonskim aktima nije predviđeno obavezno otklanjanje
date štetnosti.
b. Otklanjanje štetnosti nije regulisano zakonima ali je predviđeno internim aktima.
Takva situacija se javlja kada postoji svest
i potreba da se regulišu pojave koje nisu
definisane u zakonima i propisima.
c. Otklanjanje štetnosti je predviđeno zakonima, bez direktno definisanih sankcija. Za
određene štetnosti zakonima i propisima je
predviđena obaveza njihovog otklanjanja,
ali direktno propisane sankcije su izostale,
što je posledica nedovoljno preciziranih
zakonskih odredbi ili podrazumevanja da
moguće posledice zahtevaju sankcije.
d. Otklanjanje štetnosti je imperativno
predviđeno uredbama zakona uz zaprećene
sankcije. Ovaj slučaj je jasan i ne bi trebalo
da postoje nikakve dileme oko ocene po
ovom kritrijumu.
e. Postoji nalog inspekcijskih organa za otklanjanje štetnosti u propisanom periodu.
Zahtev inspekcijskih službi za otklanjanje
štetnosti zahtevaju i najviši rang prioriteta
po ovom kriterijumu.
Za razliku od većine drugih predviđenih kriterijuma, u slučaju zakonske regulative postoje jasne
granice između kriterijuma.
Za utvrđivanje prioriteteta rešavanja problema
zaštite životne sredine u EMS korišćene su dve metode višekriterijumskog odlučivanja:
- metoda jednostavnih aditivnih težina,
- metoda ELECTRA
Kod metode jednostavnih aditivnih težina
potrebno je formirati matrični proizvod matrica ωi i
matrice
, tako da bude:
.
Težinski koeficijenti su normalizovani tako da
je:
.
Linearizovana matrica odlučivanja je sastavljena od elemenata kvantifikovanih alternativa po ranije datim kriterijumima (ocene od 1 do 5). Vektor težinskih koeficijenata kriterijuma predstavlja težinske
koeficijente koji su dodeljeni svakom kriterijumu.
Metoda ELECTRA se može matematički
predstaviti na sledeći način: ako su k1, k2, ..., kp kriterijumi koji su prethodno izabrani, dok je A konačan
skup raspoloživih akcija koje treba rangirati:
.
Osnovna verzija metode ima proceduru 9 koraka i u ovom slučaju su to:
1. Izračunavanje normalizovane matrice
odlučivanja,
2. Izračunavanje težinske normalizovane matrice odlučivanja,
3. Određivanje skupova saglasnosti i nesaglasnosti
4. Određivanje matrice saglasnosti,
5. Određivanje matrice nesaglasnosti,
6. Određivanje matrice saglasne dominacije,
7. Određivanje matrice nesaglasne dominacije,
8. Određivanje matrice agregatne dominacije
9. Eliminisanje manje poželjnih akcija
Za primenu navedenih metoda korišćeni su
odgovarajući programi.
REZULTATI DOBIJENI PRIMENOM
UTVRĐENE METODOLOGIJE
Konkretni podaci, koji služe za kvantifikaciju ranije definisanih štetnosti dobijeni su na osnovu
izveštaja koja su dostavila lica odgovorna za zaštitu
životne sredine po pogonima, ličnim uvidom u pojedine objekte obrađivača i saradnika na studiji, informacijama od odgovarajuče službe na nivou Javnog
preduzeća i sl.
Kod određivanja prioriteta u ovoj studiji primenjivale su se tri faze rada:
I faza u slučajevima kontaminacije zemljišta
i šljunka mineralnim uljima, mešanja ulja i vode u
uljnim jamama i zagađenja okolnog zemljišta i vode.
U suštini ova faza je eliminatorna i ona će vrši selekciju svih akcija, odnosno, eliminiše one slučajeve
zagađenja koji nisu značajni i ni u kom slučaju ne
mogu imati visoki rang. U ovoj fazi primenjena je metoda jednostavnih aditivnih težina (matrična metoda).
II faza se bavi rangiranjem selektovanih alternativa i primenjuje se za sve štetnosti koje su
evidentirane po objektima, uključuući i pojave otpada, istrošenog materijala i upotrebljene opreme i
delova,kao i odlaganja ulja, koje nisu prošle prvu fazu
zbog ranije navedenih razloga. U ovoj fazi se u modelu primenjuje metoda ELECTRE, kao jedna od najpovoljnijih metoda višekriterijumske analize.
III faza se primenjuje u slučajevima kada
postoji više alternativa istog ranga. U tom slučaju se
izjednačene alternative ponovo kvantifikuju i to se
može raditi na dva načina: uvođenjem novih kriterijuma (što predstavlja problem zbog promene vektora
težinskih koeficijenata) ili povećanjem skale kvantifikovanih elemenata matrice odlučivanja od 1 do 10.
Prilikom
primene
navedenih
metoda
višekriterijumskog odlučivanja utvrđene su sledeće
vrednosti težinskih koeficijenata:
1. Tehničke mogućnosti otklanjanja štetnosti
2. Uticaj na životnu sredinu
3. Ekonomski kriterijumi
4. Potencijalne akcidentne situacije
5. Zakonska regulativa
0,10
0,55
0,15
0,10
0,10
Na osnovu toga sledi da je linearizovana matrica
odlučivanja sastavljena od elemenata kvantifikovanih
alternativa po ranije datim kriterijumima (ocene od 1 do
5). Vektor težinskih koeficijenata kriterijuma je:
T = [0.10 0.55 0,15 0.10 0.10]
Analizirano je blizu 200 negativnih pojava, definisano je njihovo mesto i određen je redosled rešavanja problema u svakoj kategoriji.
Višekriterijumskim metodama ELECTRA i jednostavnim aditivnim težinama (matrična metoda)
utvrđen je redosled rešavanja 71 pojave negativnog
uticaja izlivanja ulja u zoni transformatora, 61 pojave
negativnog uticaja uljnih jama, 5 akcija rešavanja
97
problema otpada i 4 akcije skladištenja ulja. Definisana je i zbirna lista od 19 akcija za rešavanje problema
uljnih jama i uljnih kada, kao i 9 akcija za rešavanje
problema otpada i skladištenja ulja.
Konačna lista prioriteta za rešavanje problema
izlivanja ulja i uljnih jama koju bi trebalo rešiti u naredne tri godine je:
Za ostale objekte sa liste prioriteta gde je
evidentiran negativan uticaj na životnu sredinu treba
pratiti sve promene i u slučaju drastičnog pogoršanja
stanja analizirati i uporediti sa prethodnom definisanom listom.
10. Bor 2 (uljne kade)
1. Majdanpek 2
11. Vranje (uljne jame)
(uljne jame)
12. Požega T3
2. Šabac 1 (uljne jame)
(uljne kade)
3. Majdanpek 1
13. Beograd 6
(uljne jame)
(uljne kade)
4. Zaječar 1
14. Novi Pazar
(uljne jame)
(uljne jame)
5. Beograd 4
15. Knjaževac
(uljne kade)
(uljne jame)
6. Smederevska
16. Prokuplje
Palanka (uljne jame)
(uljne jame)
7. Zrenjanin 2
17. Šabac 2 (uljne kade)
(uljne kade)
18. Beograd 1
8. Pirot 1 (uljne jame)
(uljne kade)
9. Beograd 3
19. Šabac 3 (uljne kade)
(uljne kade)
Metodom jednostavnih aditivnih težina
određena je i zbirna lista prioriteta akcija koje se
odnose na odlaganje nefunkcionalne opreme i otpada
i na skladištenje ulja:
1. Izrada procedura za tretman otpada preko
ovlašćenih operatera
2. Izrada tehničke dokumentacije za trajno
zbrinjavanje istrošenog ulja
3. Sanacija otpada nastalog kontaminacijom
uljem na objektima EMS
4. Plan upravljanja transformatorskim uljem
kao opasnim otpadom
5. Kategorizacija i valorizacija otpada po objektima i pogonima i na nivou EMS
6. Planiranje i izgradnja privremenih skladišta
i deponija otpada u EMS
7. Izrada informacionog sistema za upravljanje otpadom
8. Valorizacija istrošenog ulja kao komercijalnog otpada
9. Izrada informacionog sistema za praćenje
potreba trošenja i zbrinjavanja transformatorskog ulja
Na osnovu datih zbirnih lista potrebno je uraditi akcioni plan za rešavanje ovih problema, odnosno
dinamiku realizacije.
98
ZAKLJUČAK
Veliki broj neršenih problema vezanih za
zaštitu životne sredine u javnim preduzećima koja
se bave proizvodnjom i prenosom električne energije
nametnuo je potrebu utvrđivanja prioriteta rešavanja.
Zbog toga je bilo potrebno napraviti kompleksnu metodologiju koja podrazumeva rad u više faza. Da bi se
to moglo ostvariti bilo neophodno je prethodno proceniti i utvrditi negativan uticaj na životnu sredinu,
koji proističe iz rada objekata EMS. Optimalni redosled rešavanja se postiže uvažavanjem više kriterijuma, odnosno primenom metoda višekriterijumske
analize.
U ovom slučaju je analizirano blizu 200 negativnih pojava, utvrđeno je njihovo mesto i određen
je redosled rešavanja problema u svakoj kategoriji.
Višekriterijumskim metodama definisana je i zbirna
lista od 19 akcija za rešavanje problema uljnih jama
i uljnih kada, kao i 9 akcija za rešavanje problema
otpada i skladištenja ulja, što predstavlja osnovu za
akcioni plan rešavanja ovih problema u naredne tri
godine.
Kao i kod svih sličnih oblika tehničke dokumentacije i ova studija predstavlja presek stanja jednog trenutka. Rezultati koji su dobijeni se baziraju na rešavanju
aktuelnog stanja sa mogućom prognozom tendencija u
svakoj od kategorija. U periodu, u kome će se rešavati
aktuelni problemi, pojaviće se i novi, akutni, koji će imati
prednost. Korišćena metodologija omogućuje uključenje
i novih akcija u model i rešavanje i tih problema.
LITERATURA
1. Grujić, M., Milanković, M., Jovanović, Ž.:
Određivanje prioriteta za rešavanje problema
zaštite životne sredine u Elektromreži Srbije. Energija, Energetika, Zlatibor, 2010.
2. Grujić, M., Milanković, M., Jovanović,
Ž.:Metodologija utvrđivanja prioriteta za rešavanje
problema zaštite životne sredine na objektima JP
Elektromreža Srbije. Electra VI, Zlatibor, 2010.
3. Grujić, M. i dr.:Studija definisanja prioriteta za
rešavanje problema zaštite životne sredine izazvanih elektroenergetskim objektima naponskog
nivoa 110, 220 i 400 kV. EMS Beograd, 2010.
4. Čupić, M., Suknović, M.: Vušekriterijumsko
odlučivanje: Metode i primeri. BK univerzitet,
Beograd, 1994.
5. Grupa autora:. Studija Problematika zaštite životne
sredine u preduzećima za prenos i distribuciju
električne energije. TEKON, Beograd, 2005.
6. Tehnička dokumentacija Elektromreže Srbije.
Beograd 2002-2008.
Роман Мулић
UDC: 662.756.3 (091)
О биогоривима у Србији
(историјски осврт)
ABSTRACT
his work represents the potential of bioenergy
in Serbia. This work has been done summary of
the history of development of biomass utilization for
energy purposes as well as potency to develop in the
future.The analysis done for the potential of solid biomass and its use in the form of briquettes, pellets and
chips, bioalcohol, biodiesel and biogas. Especially
taken to ensure the work described the situation in the
past, and reasons for their failures as resources that
can be developed in the future.
Биогорива су била енергетска прошлост
човека.
Индустријска
револуција
довела
је до радиkалних промена у произвoдњи и
потрошњи енергената. Биогорива су неоправдано
запостављена. Монополи су промовисали
фосилна и нуклеарна горива и на њима засновали
производна, прометна, потрошна средства,
која су довела до еколошке кризе, енергетске
неефикасности, економске нерационалности.
Последице су познте. Биомаса се нагомилава
као отпад, оптерећујући села и градове. Постепено
се деградира. Трули над земљом и под земљом.
Спаљује се по њивама и депонијама. Противно
законима природе и друштва, уништава се.
Атмосфера се загађује штетним гасовима. Озонски
слој се оштећује. Земља остаје без микрофлоре и
фауне, без драгоценог хумуса. Вода се трује.
Коначно, централизована монополска
енергетска стратегија уступа простор и за ширење
децентрализованих, аутономних биоенергетских
система, који се појављују као маркетиншки
императив, али и као монополска ујдурма.
Опредељујући се за европске интеграције,
Република Србија је потписала Меморандум о
интеграцији у енергетско тржиште Европске
Уније. Приступила је Међунарадној агенцији за
обновљиву енергију.
Но, то није довољно за успех. Биоенергетски
модел развоја моћних капиталистичких земаља не
може бити примењен (прекопиран) у осиромашеној
Србији.
T
Key words: solid biowaste, bioalkohol, biodiesel, biogas, biofuels
И поред не малих настојања, успешан
развој биоенергетике последњих деценија другог
миленијума
прeкинут је, готово, на самом
почетку. Дисконтинуитет је нанео велике штете
биоенергетици.
Заостајање у развоју српске биоенергетике
може бити надокнађено ослањањем на природна
богатства и на радом створенa блага (технолошка
знања, производна искуства… енергетски систем
земље), коришћењем компаративних предности .
А оне нису мале.
Процене енергетских приноса остатака
биомасе у Србији достижу 115.000 ТЈ годишње.
Од тога 65.000 ТЈ годишње крије се у остацима
пољопривредне биомасе која се злочиначки
уништава сваке године спаљивањем на њивама,
бацањем на депоније. Нешто мањи су остаци
из шумарства, око 50.000 ТЈ годишње. Другим
речима, само пољопривреда Србије продукује око
13.000.000 тона отпадне биомасе годишње, што
је равно 2.680.000 тона еквивалнтне нафте (М.
Бркић, 2004).
99
капацитетом производње од
17.000 тона годишње.
Највише су заступљена
енергетска
постројења
за
сагоревање чврсте биомасе.
Има их више од 1400, са
инсталисаном снагом од 140
мегавата.
Енергетски
значај
брикетирања,
пелетирања,
Извор: „Уредба о изменама и допунама Уередбе о утврђивању Програма остваривања
Стратегије развоја“... Гласник бр. 99, стр. 18, 01. 12. 2009.
балирања
чврсте
отпадне
биомасе је познат. Још важнији
Примат биомасе у обновљивим изворима је њихов економски, посебно еколошки значај.
енергије Србије не би требао бити споран. То
Посебна пажња се мора посвећивати
казују чињенице. (табела 1).
балирању, брикетирању, пелетирању сточне
хране...
У изградњи постројења за прераду чврсте
ЧВРСТА БИОМАСА – БРИКЕТИ, ПЕЛЕТЕ,
биомасе постоје природни лимити. Отпадна биомаса
ЧИПС
је неопходна, пре свега, као ђубриво за очување
Први и дуго времена једини енергент човека квалитета земљишта, за проширену репродукцију
била је чврста биомаса. И данас је респектабилан квалитета хумусног слоја земљишта.
извор енергије. Проблем је у рационалном
У овом склопу, највећа је опасност по
сакупљању чврстих остатака из пољопривреде квалитет земљишта, највећа штета по економију
и шумарства, у конфекционирању, лагеровању, јесте спаљивање сламе, кукурузовине и сл. на
конверзији и потрошњи ових енергената.
њивама, дрвног отпада у шумама, биоотпада по
Додуше, постоје модерне технике и ливадама, баштама, виноградима, воћњацима...
прикладне технологије за производнњу бала, путевима.
брикета, пелета, чипса... Нажалост, и у овој
области евидентан је дисконтинуитет. У последњој
четвртини прошлог века било је изграђено БИОАЛКОХОЛ
тридесетак постројења за прераду чврсте
Вишевековна је традиција занатске, а
биомасе. За производњу брикета направљена вишедеценијска је пракса индустријскe производње
су погони у Карађорђеву, Младенову, Новом етанола у Србији. Занатска, боље кућна производња
Милошеву, Зрењанину, Дебељачи, Иланџи, Старој је широко заступљена у производњи пића.
Моравици, Великом Градишту, Врњачкој Бањи,
Првобитно је садашњи нуспроизвод џибра
Банатском Карађорђеву, Новом Саду, Суботици, као сточна храна имала примат у индустријској
Старом Жеднику, Падеју, Бачким Виноградима, производњи биоетанола. Квалитет џибре као
Бачкој Тополи, Торњошу, Ловћенцу, Сомбору, сточне хране обезбеђивао је много већи прираст
Чуругу, Самошу, Црвeнки, Вршцу, Дорослову... у тову стоке од житарица. А добијала се и од
За проиозводњу пелета изграђени су погони отпадне биомасе која је садржавала велик проценат
у Ковачици, Црвенки, Вајској, Бачком Јарку, шећера (меласа, корен шећерне репе, оштећене
Селенчи.
житарице...).
Све више налази примену и угљендиоксид
Нажалост, ван погона је 17 постројења.
Продато је пет. А у функцији је мање од десет из производње етанола како у прехрамбеној
индустрији газираних напитака, тако и у машинској
постројења.
Највећи број постројења намењен је индустрији за обраду метала (резање, заваривање,
брикетирању сламе, кукурузовине и пиљевине. ливење...)
Данашња производња биоетанола има
Вредни су помена погони за брикетирање
много
већу
и све разуђенију примену.
сунцокретове љуске, резанаца шећерне репе,
виноградског и шумског отпада...
О значају производње етанола у Србији
говори
11 изграђених фабрика (Београд, Црвенка
Збирни технички капацитет је 72.500 тона
биомасе годишње. Од тога, у раду су погони са 1 и 2, Ковин, Осечина, Ужице, Пећ, Зрењанин,
Табела 1. – Енергетски потенцијал обновљивих извора енергије
(ЕПОИЕ) у Републици Србији
Искористиве ЕПОИЕ,
милиони тона еквивалентне нафте годишње
4,3
100 %
Биомаса
2,7
63 %
Неискориошћен хидропотрнцијал
0,6
14 %
Соларна енергија
0,6
14 %
Енергија ветра
0,2
4,5%
Геотермална енергија
0,2
4,5%
100
Србобран, Чока, Таково.), у прошлом веку, са
производним капацитетом од 39.260 хиљада
хрктолитара... Током времена, потражња џибре, а
посебно алкохола у земљи обухваћеној транзицијом
је смањена. Технички капацитети фабрика се све
мање користе. Више фабрика је данас ван погона.
Неке су демонтиране. После више него вековне
продукције, уместо у технички музеј, послате су
на отпад (Чока...).
Нових капацитета нема. Додуше, има говора
о изградњи модерног постројења за производњу
етанола и сточне хране у „Елану“ из Србобрана,
као и мега постројења за добијање биоетанола у
Зрењанину.
Све у свему, производња и потрошња
етанола у Србији радикално су смањене. А у свету
је супротан тренд. Биоенергетска коњуктура у свету
обухвата и етанол. Током протекле три деценије,
производња биоетанола је увишестручена је.
Достигла је вредност од 60 милиона метара
кубних годишње, са тенденцијом удвостручења
сваких четири или пет година. Лидери су Бразил са
37%, САД са 33 % учешћа у светској производњи
биоетанола. Евидентно је и повећање производње
и потрошње биоетанола у Европској Унији током
2004 – 2007 године од 528 на 1771 милион литара.
Експлозиван раст производње биоетанола
у свету узрокован је сразмерним повећањем
потрошње биоетанола као горива. У 2010 години
расподела потрошње биоетанола је била: 65.000 000
литара за горива, 5.000.000 литара за индустријске
потребе, а 9.000.000 литара за добијање алкохолних
пића.
По природним и радом створеним
потенцијалима и потребама, исти тренд повећања
производње и потрошње биоетанола могао би
бити и у Србији.
Традиционалне потребе за етанолом
у Србији (производња пића, индустријска и
фармацеутска потрошња...) превазилазе 50.000
тона годишње, што је 2,5 пута више од садашње
производње етанола, 2,3 пута више од постојећих
техничких капацитета у земљи.
Повећање производње етанола у земљи
предпоставља његову примену у производњи
етилтерцијалног бутилетра (ЕТБЕ), у блендингу
са бензином, у производњи биоото горива.
Испуњење стандарда ЕУ о супституцији
фосилних био горивима у Србији
налаже
производњу од 130.000 тона етанола годишње.
Смеша бензина и етанола, бензина и
етилтерцијалног бутилетра у свету има све већу
примену у моторима са унутрашњим сагоревањем.
Етанол оплемењује бензин. Етилтерцијарни
бутилетар је још бољи. Побољшавају фосилном
гориву енергетска и еколошка својства.
Пре
свега,
значајна
су
њихова
антидетонаторска својства. Биоетанол има октански
број 109,5 а етилтерцијарни бутилетар 115.
Представљају еколошку алтернативу канцерогеним
оловним и бензенским антидетонаторима.
Еколошки значај смеше бензина и етанола
је неспоран. Захваљујући насцентном кисеонику
из етанола сагоревање горива је несразмерно
потпуније. Угљенмоноксид се смањује више од 25
%. Биланс угљендиоксида се побољшава. Учешће
етанола у смеши од 10 % умањује ефекат стаклене
баште за 12 – 19 %. Чврсте честице се радикално
смањују. Сумпорна једињења такође.
У земљи не постоје искуства у производњи
биобензина, смеше алкохола и бензина. Значајна
научно-технолошка истраживања нису довољна
за маркетинг операционализацију новог горива.
Додуше, илегално је, у време ембарга, метанол
био убациван у бензин. Искуства у добијању и
примени, на овај начин, прављене смеше метанола
и бензина нису довољно стручно обрађена.
БИОДИЗЕЛ
Олеохемија у Србији има дугу традицију.
Утемељена је у кућној и занатској производњи уља
и масти... сапуна и мазива. Врхунац је достигла у
уљарској и кланичној привреди, у индустријској
преради отпадних масноћа.
Реализација пројекта „Алкамин“ (1975
-1990.) у Новом Бечеју требало је да доведе до
хемијске и енергетске валоризације олеохемијског
отпада, до производње сировина, посебно тензида
(око 20.000 тона) и метилестара масних киселина,
тј биодизела (3000 тона годишње). Нажалост, тада
пројектована у Србији, вероватно, прва фабрика
биодизела у Европи није изграђена.
Убрзо
потом,
уследила
је
права
маркетиншка кампања производње биодизела у
земљи. У јеку енергетске кризе – ембарга на увоз
нафте и деривата, 1994 -1995. године, створени су
оптимални услови за производњу више од 50.000
тона биодизела годишње. Србија се, по плановима
и изграђеним техничким капацитетима, сврстала у
групу највећих произвођача биодизела у свету.
У најкраћем року, реконструисане су
хемијске фабрике. Прилагођена су потребама
производње биодизела постројења у Баричу 1 и 2,
101
Вршцу, Шиду, Новом Саду, Зрењанину, Панчеву.
Истовремено су изграђени и мањи погони за
добијање биодизела у Ади, Чоки, Ужицу,Новом
Милошеву, Београду...
Ембарго је прошао. Изграђени капацитети
нису искоришћени. Вољом моћних велики
подухват није успео!
После десетак година, у Шиду је изграђена
„прва“, најмодернија фабрика биодизела у Србији,
на Балкану, капацитета 100.000 тона метилестера
масних киселина годишње. Огромна средства нису
уродила плодом. Недостатак сировог биљног уља,
тј. необезбеђена маркетинг логистика онемогућила
је успешну реализацију великог пројекта. То јесте
и треба да буде аларм опасности за све стручно не
осмишљене, сировински необезбеђене, логистички
запостављене биоенергетске пројекте.
Петнаестогодишњи
континуитет
у
производњи биодизела у Србији остварује минорна
прерада отпадног биљног уља у Новом Милошеву.
У међувремену изграђени су мали погони за
добијање биодизела од отпадног биљног уља у
Суботици, Београду (3), Бачкој Тополи, Сомбору
(2), Шиду, Врбасу (2), Алибунару, Банатском
Карловцу, Параћину, Смедереву, Пећинцима...
Боље речено, сваке године се градило али и гасило
више малих погона за производњу биодизела!
Еколошки пројекат сакупљања и прераде
отпадних биљних уља у Србији, и после 15 година
настојања, није далеко одмакао.Од процењене
продукције од око 5.000 тона отпадног биљног
уља годишње сакупља се десетак процената.
Из 25 годишњег искуства произилази
закључак: Без макро пројекта проширене
биоенергетске репродукције у пољопривреди
– производња уљарица, уља и сточне хране,
биодизела, глицеринских (неотровни антифризи,
антипенушавци, енергетски концентрати и лекови
за преживаре...) и метилестарских екопроизвода
(инсектициди, пестициди, тензиди...) није могућа
оптимална биодизел економија.
Пример за угледање је развијени свет.
БИОГАС
Производња биогаса је била, и све више
постаје економски најзначајнији еколошки и
енергетски пројекат у Србији. Она представља
једину могућност за решење еколошког проблема
отпадне биомасе, за добијање еколошког чврстог и
течног органског ђубрива, за потрошњу најопаснијег
тровача атмосфере (метана, угљендиоксида...)
102
ради добијања топлотне и електричне енергије
неопходних у производњи органске хране.
Пре тридесет година у Србији је било
десетак индустријских биогас постројења. У
ПКБ, Визељ било је (1987) изграђено и пуштено
у погон тада најмодерније постројење за прераду
стајњака, за добијање биогаса и органских ђубрива,
електричне и топлотне енергије. На великој фарми
свиња у Јакову дуго времена је радило постројење
за производњу биогаса и органских ђубрива, као и
топлотне енергије. У Сомбору ради постројење за
прераду отпадних комуналних вода, за производњу
биогаса, топлотне енергије. У Сенти је изграђено
и пуштено у рад биогас постројење за прераду
индустријских отпадних вода из фабрике шећера и
квасца, која је у реконструкцији, доградњи погона за
когенерацију . У Челареву је изграђено постројење
за прераду отпадних вода из Пиваре, за производњу
биогаса, односно топлотне енергије. У Крагујевцу
и Апатину радила су биогас постројења за прераду
комуналног отпада... Деведесетих година је била
уговорена, купљена процесна опрема за изградњу
више биогас постројења која, из познатих разлога,
нису монтирана (Сечањ...).
Нов инвестициони талас је у току.
Постројења за биогас у Сенти и Крагујевцу су
реконструисана, обновљена.
У Суботици је
изграђен модерни погон. У Драгачици, код Гуче
изграђено је постројење за биогас, капацитета 200
К W. Припрема се пробни рад. У Врбасу је почела
изградња новог постројења. У Ћуприји, такође.
Пољопривредни комбинати у Београду, Падеју,
Бечеју, Чуругу... прикупљају понуде, уговарају
куповине технике, технологије и инжењеринга,
разрађују инвестиционе програме за градњу
биогас погона. И Млекара, Блаце, на фарми крава
улази у програм биогаса...
За разлику од биогас постројења прве
генерације, која су се углавном ограничавала
на производњу еколошког ђубрива и биогаса,
односно
топлотне
енергије,
савремена
постројења представљају, мање више, проширену
биоенергетску репродукцију засновану на
сировинском миксу више отпадних супстрата и
сировина, усмерену на производњу многе већих
количина биогаса и угљендиоксида, квалитетнијих
чврстих и течних ђубрива, више електро, топлотне
и расхладне енергије различитих намена.
Прерада само једне врсте стајњака осуђена
је на ниску продуктивност, на скупу производњу
без значајних профита. Са друге стране, утемељење
производње биогаса, зелене струје на силажном
кукурузу и сл. може имати добре економске
АКТУЕЛНА МАРКЕТИНГ ПИТАЊА
1.
Забрињавајући
тренд
еколошке
деструкције, који се састоји у разарању биомасе,
уништавању есенцијалних вредности земљишта;
загађивању животне средине, у стварању безбројних
депонија – изворишта заразе живог света, врела
опаких отрова атмосфере мора бити прекинут!
Како? Ефикасном реализаијом стратегије развоја
биоенергетике у Србији, у целини и у појединим
сегментима, која мора бити усмеравана адекватним
мерама државне интервенције.
2. Тражња процесних постројења мора
бити заснована на добром познавању технологије,
технике, инжењеринга, производних искустава у
жељеној производњи. Без познавања тражених
технологија у свету, без испитивања тржишта
технике није могућ оптималан трансфер.
Неприхватљиве су куповине прескупих
постројења јер ће опасно оптеретити инвестиционе
трошкове. Још мање су прихватљиве недовољно
квалитетне технологије. У овом случају, били би
оптерећени производни трошкови. Инфериорна
су постројења заснована на монокултурним
сировинама. Таквим решењем ускраћује се
могућност избора у датом тренутку технолошки
и енергетски најповољнијих сировина, највећег
изворе добити.
Куповине постројења од фирми
без
референци и сопствених искустава (ловци на
субвенције) ради добијања добити која нису и
не могу бити маркетинг оправдане унапред су
осуђене на неуспех.
3. Поред постојећих потенцијала,остварење
жељених циљева претпоставља системска
агроеколошка
и
техничко-технолошка
истраживања, маркетиншки ангажман читавог
друштва, посебно интелегенције, на плану
обраде запарложених земљишта, рационализаије
плодореда,
повећања
сетвених
површина
високоприносних постојећих и иновираних
култура, афирмисању запостављених и недовољно
заступљених нових култура, коришћења
компаративних предности у
Табела 2 – Пораст броја биогас постројења у репрезентативним
избору сировина,нарочито у
земљама
зналачком
прикупљању,
стручном усмеравању отпадних
1995
2003.
2005.
2010.
2020.
биогених материја ка оптималној
Кина
11.000.000 20.000.000 50.000.000 (5 г. План)
преради – производњи и
Непал
18.000
145.000
примени
биоенергената,
Вијетнам
18.000
150.000
посебно биоетанола, биодиНемачка
850
3.500
5.905
43.000
глицерола,биогаса,
зела,
Аустрија
35
350
450
угљендиоксида...
Извор: Интернет
резултате, али и штетне последице по плодоред,
по систем цена кукуруза и деривата. Наиме,
биоенергетска производња мора бити системски
планирана. Не сме разбијати избилансиран модел
привредне политике, односно пољопривредне,
прехрамбене производње...
Нова биоенергетска стратегија отвара
боље могућности за прераду све већих количина
биоотпада са небројаних депонија. Прерада
отпадне биомасе, уклањање штетних и опасних
материја, патогених организама, смрада... јесте
еколошки императив. А производња биогаса је
допринос развоју топлотне и електропривреде,
као што је продукција еколошких органских
ђубрива есенцијални прилог унапређењу органске
пољопривреде, добијању здравствено исправне
хране. И обрнуто, уклањање опасних загађивача
земље, воде и ваздуха ради добијања чисте енергије
и незаменљивих еко ђубрива услови су за развој
здраве економије.
Поред неспорног примарног еколошког
значаја прераде одређене врсте отпада, у
производњу биогаса се укључују као сировине
расположиви високоприносни екобаласт (нпр.
отпадни глицерол, отпадне биогене масноће... ),
али и посебно узгајане биогене културе (сирак,
чичока... алге).
Другим речима, поред еколошких и
енергетских критеријума, у оцени биогас
производње примарни значај треба да има и
објективна, стварна профитабилност. Мере
државне интервенције (субвенције, ослобађање од
дажбина...) имају, по природи ствари, подстицајне
привремене мотиве. Њихов циљ не сме бити
отуђење капитала из неразвијених крајева Србије.
И у овом случају, понавља се стравична
пракса дисконтинуитета у развоју биоенергетике.
Он мора бити заувек прекинут. Пример треба да
буду биоенергетски рационалне биоекономија,
као што су Кинеска,Немачка... Вијетнамска,
Аустријска. (табела 2)
103
4. Високо ризична су инвестициони
подухвати у којима се биогас индустрија заснива
на монокултурним сировинама из области
традиционалне хране. (Нпр. кукурузна силажа).
Храна као сировина не сме бити супститут
биоотпада. И сама помисао да се храна своди
на биоотпад је апсурдна у свету где милијарде
становника гладују, милиони умиру од глади.
И економски је таква пракса сулуда. Јер,
експлозивна потрошња хране у биоенергетици
(биљно уље, житарице...) било да је монополски
диригована или стихијно – незналачки форсирана,
по правилу доводи до поремећаја понуде и
тражње, до кризе у пољопривреди и прехрамбеној
индустрији, до дисконтинуитету у развоју
биоенергетике.
Актуелан је пример кукуруза. Велика
тражња силаже и зрна кукуруза (за производњу
биогаса и алкохола) доводи до повећања цена сточне
хране. Повећање цена хране за тов свиња и говеда
узроковаће повећање цена меса, тј. редукцију
тражње и продаје месних производа, што ће се,
као бумеранг, вратити биогас индустрији. Фарме
ће се затварати. Стајњака неће бити...
5. Прави пут је укључивање запостављеног
земљишта
(парлог),
заборављених
пољопривредних култура (уљана репица, рицинус...
сирак, чичока) у проширену биоенергетску
репродукцију. Такав приступ је не само пожељан,
већ и нужан. Захваљујући томе повећаће се
продуктивност и рентабилност пољопривреде и
биоенергетике.
6. Неспоран је примарни, еколошки значај
прераде биоотпада. Међутим, њега економски
и енергетски оплемењује укључивање у процес
енергетски високоприносног екобаласта, као што
су отпадне биогене масноће, сирови глицерол,
сирови репичини резанци, меласа, уљни талог,
кухињски биоотпад, кондиторијски лом, стари
хлеб и пецива... уопште масни и слатки биоотпад
из прехрамбене индустрије.
ЛИТЕРАТУРА
1. Биоенергетска репродукција у пољопривреди,
Зборник, 54, 1-2, 246-251, Београд, 2005.
2. Јовановић М. и сар. Пољопривреда као
произвођач енергије, Летопис научних радова,
1-2, 5-14, Пољопривредни факултет,Нови Сад,
2004.
3. Деспотовић М., Енергија биомасе, Крагујевац,
2007.
104
4. Потенцијали и могућности брикетирања и
пелетирања отпадне биомасе на територији
АП Војводине, Нови Сад, 2007.
5. Брикетирање и пелетирање биомасе у
пољопривреди и шумарству, Сомбор, 1998.
6. Бркић М. и сар. Прикупљање, складиштење
и брикетирање биомасе у пољопривреди,
Врњачка бања, 1996.
7. Јордановић М. : Употреба биомасе, Енергетика,
2009. година
8. Барас Ј. и сар.: Производња биоетанола за
гориво, Београд, 2006.
9. Могућности развоја и примене биоетанола у
АП Војводини, Студија, Нови Сад, 2008.
10. Мулић Р.: Биодизел, Београд, 2011. Година
11. Раденовић М.: Биодизел, биогас, биомаса,
Београд, 2009.
12. Тешић М. : Потенцијални ефекти експлоатације
будућих биогас
постројења у Војводини,
Подгорица, 2008.
13. Могућности комбиноване производње електро
и топлотне енергије из биомасе, Нови сад,
2008.
14. Бабић С. и сар.: Производња биогаса из
кукурузне силаже са посебним освртом на
Србију, Крагујевац, 2010.
15. Мулић Р.: Време је за биогас, Енергетика,
Београд, 2009.
16. Танић Н.: Унапређење животне средине
коришћењем биогаса у руралним срединама
17. Студија о процени укупних потенцијала и
могућностима производње и коришћења
биогаса на територији АП Војводине, Нови
Сад, 2011.