EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE

1. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE INTERNACIONALNI UNIVERZITET U TRAVNIKU Saobraćajni fakultet PREDMET: Ekologija u saobraćaju Prof.dr. Krsto Mijanović Mr.sc Haračić Nedžad Travnik, 2011

2. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEEkologija – pojam i značenje Ekologija je prirodna nauka/znanost. Ekologija proučava odnose među živim organizmima, kao i njihov utjecaj na okoliš u kojem obitavaju, te utjecaj tog okoliša na njih. Iako se razvila kao grana biologije, ekologija se, osim onih iz biologije, koristi i saznanjima iz kemije, fizike, matematike, te brojnih drugih prirodnih znanosti. Ovaj se pojam često nepravilno koristi pri opisivanju aktivnosti vezanih uz zaštitu prirode. Pojam ekologija Pojam ekologija prvi put je uporabio njemačkizoologErnst Haeckel koji je pod pojmom ekologije smatrao "odnos živih organizama u dva pravca: prema njihovom organskom i neorganskomokolišu". Sama riječ dolazi iz grčkogoikos koji znači: okućnica, dom, mjesto za život.

3. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE Ekologija – pojam i značenje 3 Sama riječ dolazi iz grčkog oikos koji znači okućnica, dom, mjesto za život. Nije slučajno zašto se pojam koji je prvotno značio "mjesto za život" pretvorio u pojam koji znači zaštitu okoliša, ili još šire - zaštitu Zemlje, tog našeg zajedničkog mjesta za život. Kraj 20. vijeka je, uza sve izume i tehnička pomagala koje svakodnevno koristimo donio i tamnu stranu tehničkog napretka - poremećaj odnosa čovjeka s prirodom i narušavanje nečega što se zove ekosistem planeta Zemlja. Pretjerano iskorištavanje, zagađivanje i bahat odnos prema prirodi donijeli su svoje posljedice: kisele kiše, povećanje klora i CO2 u atmosferi, efekt staklenika, širenje pustinja, uništavanje ozona, povećano štetno zračenje, klimatske promjene i druge štetne pojave.

4. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE Ekologija savremenog načina života 4 Savremeni način života – začet 1776, pojavom industrijske revolucije. Parni stroj, koji je James Wattusavršio, bitno mijenja suživot čovjeka s njegovom okolinom. Čovjek se stavlja u središte svega (centrizam koji je započeo i prije industrijske revolucije - sjetimo se da je Galileo Galileiskoro nastradao od inkvizicije kada je ustvrdio da Zemlja nije središte svemira). Smatralo se kako su sva prirodna, živa i neživa dobra tu samo da služe čovjeku, a da su prirodna dobra neiscrpna. Grotius - ova doktrina - prirodna bogatstva mora su neiscrpna, ma koliko ih mi iskorištavali. Taj, stručno nazvan homocentrični sistem (čovjek u sredini), vladao je čovječanstvom do 60-tih godina prošlog vijeka, kada su se počele primjećivati štetne posljedice. Priroda je zvala na uzbunu! Srećom, rođen je svjetski ekološki pokret sa svojim organizacijama poput raznih strankaka zelenih (Greenpeaces) - ljudi su shvatili da bez suradnje s prirodom nema opstanka ljudske civilizacije.

5. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE Homocentrični sistem - ekologija danas Danas se o ekologiji govori svuda, počev od ispitivanja izgaranja ugljičnog dioksida na tehničkom pregledu automobila, do sadržaja školskih udžbenika. Ekologija je u usponu, u želji da ponovno uspostavi ravnotežu i omogući optimalni razvoj kako čovjeka, tako i njegova okoliša. Homocentrični sistem više nije savremen, te sve više razvojna vizija svijeta naglašava ekocentrični sistem, čije je polazište ekosistem. Ekosistem- ukupnost živih i neživih organizama na Zemlji, koji između sebe izmjenjuju materiju, energiju i informacije. Simulacije na sistemima su pokazale kako više nije moguće nastaviti s ekspanzijom proizvodnje, potrošnje i otpada, a da se priroda trajno ne ošteti (osiromaši). Stoga treba tražiti ne više samo industrijski rast nauštrb prirode, već rast u skladu s prirodom i njenim mogućnostima. Osiromašivanje prirode - znači i ljudsko osiromašivanje. Većinu tvari koje trebamo za život uzimamo iz same prirode. Ekonomski interes je očuvati prirodne resurse kako bi ostali dostupni i generacijama koje dolaze.

6. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE Ekologija i energija danas Borba za očuvanje prirode neće biti ni kratka ni jednostavna. Kao prvo, treba zaustaviti zagađivanja planeta koja su posljedica čiste ljudske bahatosti - kao što su nuklearni pokusi. Podzemne nuklearne eksplozije su naša realnost, unatoč svim rezolucijama UN, konvencijama i akcijama za zabranu pokusa. Veliko zagađenje nastaje i zbog fosilnih goriva. Moderni svijet se pokreće na benzin, naftu i ugljen. Današnji stupanj razvoja još uvijek je uglavnom okrenut smanjenju zagađenja, poput uvođenja bezolovnog benzina, a manje uvođenju alternativnih izvora energije - sunca, vode, vjetra i geotremalnih izvora. Energija sunca - nepresušan izvor (tokom jednog dana Zemlja primi sunčeve energije koja je ekvivalent 30-godišnjoj ukupnoj potrošnji fosilnih goriva). Japan posjeduje preko 2 milijuna solarnih kolektora za proizvodnju tople vode, a ni proizvodnja električne energije korištenjem energije vjetra nije zanemariva stavka u mnogim zemljama zapadne Evrope.

7. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEAlternativni izvori energije i ekološki problemi Uvođenjem alternativnih izvora energije najviše se bave bogati dio svijeta, dijelom i prebacujući prljave industrije u nerazvijene zemlje, zaboravljajući kako to rješava samo lokalni učinak zagađenja, npr. brda jalove šljake, dok globalni učinak ostaje; vjetrovi i morske struje ne poznaju nacionalne granice niti nacionalne propise - planeta je u krajnjoj liniji okrugla. Siromašni opet nemaju ni vremena ni para za razmišljanje o ekologiji i suživotu s prirodom - u zemljama gdje se odvija borba protiv gladi kako bi se sačuvao goli život, ljudi se ne žale ni na najprljaviju industriju koja im obično donosi neki novac za preživljavanje, dotrajali kamioni koji na sve strane ispuštaju ugljični dioksid često su jedino prijevozno sredstvo između naselja brojnijeg - nerazvijenog dijela svijeta. Jasno, ekološki problemi vezuju se uz neke druge svjetske probleme – nerazvijenosti, nekontrolirani priraštaj stanovništva,nedovoljno obrazovanje. Sve govori koliko su problemi naše civilizacije danas povezani.

8. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEEkološko neprihvatljivi izvori energije - problemi Ogroman postotak svjetske energije još uvijek se dobiva iz ekološki neprihvatljivih izvora energije, pogotovo fosilnih goriva koja su još uvijek dominantan izvor energije. Kako je osnova fosilnih goriva ugljik, normalnim sagorijevanjem tog goriva nastaje ugljični dioksid (CO2) koji je staklenički plin koji većinom završava u atmosferi i svojim stakleničkim učinkom uzrokuje globalno zatopljenje. Ugljični monoksid (CO) je još opasniji - plin koji se oslobađa prilikom nepotpunog sagorijevanja goriva (sagorijevanja bez dovoljne količine kisika). Izuzetno je otrovan; plin bez boje, okusa ili mirisa, a koncentracija od samo 0.6% izaziva kod ljudi smrt nakon 15 minuta disanja. Niti jedno fosilno gorivo nije sasvim pročišćeno, pa se prilikom sagorijevanja otpuštaju još neki štetni plinovi poput sumpornog dioksida ili dušikovih oksida. Ti plinovi kasnije reagiraju s vodenom parom u oblacima i formiraju kapljice koje padaju na zemlju kao slabe sumporne i dušične kiseline - kisele kiše, koje izrazito štetno djeluju na čitave ekosisteme koje zahvaćaju.

9. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEEkološko neprihvatljivi izvori energije - problemi Kod sagorijevanje nekih izvora energije nastaju i sitne čestice minerala koje kasnije tvore pepeo, ali jedan dio tih čestica diže se u atmosferu nošen vrtlogom dima i te čestice su također vrlo opasne za zdravlje. Dušikov oksid na površini obično nastaje sagorijevanjem fosilnih goriva, a hlapljivi organski spojevi nastaju iz dima od goriva, raznih otapala i sličnog. Površinski ozon, koji nastaje kad na ustajalom zraku i sunčanom vremenu dušikov oksid reagira s hlapljivim organskim spojevima, može upaliti dišne putove i smanjiti radni kapacitet pluća, izazvati draženje očiju i nosa, te općenito smanjiti sposobnosti ljudi prilikom obavljanja normalnih poslova. Površinski ozon - jedan u nizu problema koji su povezani s energijom Fosilna goriva– ova vrsta goriva ima daleko najveći negativni utjecaj na okoliš. Sagorijevanjem fosilnih goriva u atmosferu se ispuštaju ogromne količine ugljika koji se milijunima godina taložio i onda bio prekriven slojevima stijena i zemlje. Taj isti ugljik u atmosferi sad tvori ugljični dioksid koji je staklenički plin i time znatno utječe na temperature na Zemlji.

10. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEEkološko obnovljivi izvori energije - problemi Biogoriva (bioenergija)– stvaraju iste probleme kao i fosilna goriva, ali budući da se proizvodnjom biogoriva zatvara ugljični ciklus biogoriva su manje štetna od fosilnih goriva (biljke koje se koriste za proizvodnju biogoriva prilikom rasta iz atmosfere uzmu određene količine ugljika koji se kasnije vraća u atmosferu njihovim izgaranjem). Kod fosilnih goriva taj krug nije zatvoren, tj. ugljik se samo ispušta u atmosferu. Solarna energija– ogroman potencijal ali mala iskoristivosti zbog (za dobijanje ozbiljnije količine iskoristive energije potrebno je prekriti velike površine). Ekološki prihvatljivo rješenje samo u područjima u kojima nema vegetacije, tj u pustinjama, a u „zelenim“ područjima to bi stvorilo preveliki negativni učinak na okoliš. Energija vjetra– sama proizvodnja energije iz vjetra nema ozbiljnijeg negativnog učinka na okoliš. Ozbiljnija zamjerka vjetroelektranama, gledano iz ekološkog aspekta, je negativan utjecaj na ptičje populacije, tj. elise vjetrenjača ubijaju ptice.

11. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE Ekološko obnovljivi izvori energije - problemi Energija vode – iskorištavanjem energije vode ne stvara se nikakvo zagađenje okoliša, ali sami infrastrukturni objekti mogu znatno utjecati na okoliš. Tako se gradnjom velikih brana poplavljuju velike površine i dižu razine podzemnih voda, a to može promijeniti cijeli lokalni biosistem. Dodatni problem je presijecanje prirodnih tokova vode i time presijecanje ruta kretanja pojedinih vodenih životinja. Nuklearna energija– sama proizvodnja energije u nuklearnim elektranama iznimno je čist proces, ali korišteno gorivo je izuzetno radioaktivno i mora biti pohranjeno više stotina godina u posebnim skladištima pod zemljom. Nema stakleničkih plinova ili drugih zagađenja, a problem je jedno što dolazi do zagrijavanje vode koja se koristi za hlađenje reaktora, a što može utjecati na biosisteme. Geotermalna energija– kao i kod ostalih obnovljivih izvora energije i kod iskorištavanja geotermalne energije moraju se izgraditi neki infrastrukturni objekti, ali utjecaj tih objekata na okoliš je zanemariv u odnosu na količinu proizvedene energije. Nema zagađenja okoliša.

12. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEProblemi onečišćenja prirode • Izlijevanje nafte - veliki problem predstavljaju i eventualne havarije tankera prilikom kojih se velike količine nafte izlijevaju u oceane. • Izlijevanje nafte ima strašne efekte na čitav ekosistem pogođen izlijevanjem: ptice umiru ukoliko im se perje natope naftom jer se pokušavaju očistiti od nafte te tom prilikom dolazi do trovanja i ugibanja, a isto se događa i sa ostalim životinjama kada im nafta dođe u pluća ili jetra. • Najveće dosad zabilježeno izlijevanje nafte desilo se 1989, a vezano je uz tanker Exxon Valdez i njegovo ispuštanje u more oko 42 milijuna litara sirove nafte. • Izlijevanje nafte može biti uslijed: • kvarova na opremi, • terorističkih napada, • ratova između država, • prirodnih uzročnika u vidu uragana koji mogu uzrokovati prevrtanje tankera, • ilegalnog izlijevanja nafte gdje se nastoje uštedjeti troškovi koje uzrokuje dekomponiranje otpada.

13. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEProblemi onečišćenja prirode Kisele kiše - predstavljaju jedan od glavnih uzroka odumiranja šuma sa pogubnim djelovanjem na čitavu floru. One nastaju na način da se slobodni nemetalni oksidi sumpora i dušika vežu sa vodenom parom u atmosferi u spojeve sumporne i dušične kiseline, a koje potom padaju u obliku padavina na zemlju. Sumporna kiselina ima izrazito negativno djelovanje naročito na zelene biljke jer se njime remeti proces fotosinteze što ima za posljedicu oštećenja lišća, a koje naknadno rezultira i odumiranjem šuma. Naime sumporna kiselina otapa biljkama hranjive tvari (kalcij) koje su im potrebne za izgradnju njihovih stanica, a također kiselina dospijeva i u korijenje i lišće biljaka oštećujući njihova stanična tkiva. Kisele kiše ozbiljno zagađuju i vode kojima se drastično smanjuje Ph vrijednost, što ima za posljedicu narušavanje čitavog ekosistema jer veliko smanjenje Ph vrijednosti dovodi do izumiranja mikroorganizama, što uzrokuje i problem smanjenja zaliha pitke vode na svjetskom nivou i kao takve predstavljaju ozbiljan problem budućoj opskrbi čovječanstva vodom.

14. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEProblemi onečišćenja prirode Nuklearne elektrane -primjer nuklearne katastrofe “Černobil“ ukazao je koliko goleme razmjere može imati nuklearna katastrofa te istaknuo prijeku potrebu uvođenja maksimalnih mjera sigurnosti u postojeće nuklearne elektrane. Veliki problem nisu samo moguće havarije u nuklearnim elektranama, već i zbrinjavanje nuklearnog otpada koji može biti vrlo koban. Černobilska nesreća uzrokovala je cijeli jedan radioaktivni oblak koji se proširio i na područja van tadašnjeg sovjetskog saveza i uzrokovao znatan broj ljudskih žrtava i nakon havarije a koji su od posljedica izloženosti radioaktivnom zračenju umrli u godinama nakon nesreće. Načina kojim bi se iskorišteno nuklearno gorivo zauvijek neutraliziralo i do danas još nema, ali postoje pozitivni pomaci koji bi mogli smanjiti probleme skladištenja nuklearnog otpada. Postoje brojne teorije oko samog mjesta za odlaganje tog otpada, a zasad se najčešće koriste napušteni rudnici te ruralna i nenaseljena područja što ne predstavlja kvalitetno dugoročno rješenje.

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

16. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEEkološki prihvatljiva rješenja - biogoriva Bioenergija ili biogoriva nameću se kao zamjena za klasična fosilna goriva, ali ta goriva također u atmosferu ispuštaju stakleničke plinove pa nisu ekološki potpuno prihvatljiva. Dodatno se uz biogoriva veže i jedan zanimljivi etički problem. Naime, biogoriva se proizvode od šećerne trske, kukuruza, soje, uljane repice i drugih biljaka koje mogu poslužiti kao hrana. Bogatije države proizvode biogoriva na način da pretvaraju hranu u gorivo, dok s druge strane izuzetno puno ljudi na Zemlji umire od gladi i ta ista hrana spasila bi im živote. Da bi se uspostavila ekoravnoteža potrebno je primjerice usavršiti poljoprivredu kako se ne bi trebale krčiti nove šume, dovesti kanalizaciju kako sve veća naselja ne bi bila izvori zaraze, te vršiti reciklažu njihova smeća.

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

18. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJEEkologija i svjetska populacija - tendencije Tendencije i činjenice Širom svijeta sve više ljudi se seli sa sela u grad zato što tamo ima više radnih mjesta i zato što poljoprivreda ne nudi dovoljno prihoda. Zbog toga se gradovi šire sve više i više. Slobodna, neiskorištena priroda gotovo da je izgubljena. 1900. godine u gradovima  živjelo samo otprilike 15 posto čovječanstva, 2000. godine po prvi put više od polovine stanovništva zemlje bilo je nastanjeno u gradovima sa više od 100.000 stanovnika, sa tendencijom brzog rasta. Ako gradovi rastu brže nego svjetsko stanovništvo onda kvalitet življenja u gradovima opada a problemi sa okolišem jedva da se mogu držati pod kontrolom.

19. EKOLOGIJA I ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJESistemi suživota sa prirodom Zaključak Razvojna vizija svijeta sve više naglašava ekocentrični sistem (sistem suživota s okolinom), čije je polazište ekosistem (ukupnost živih i neživih organizama koji međusobno izmjenjuju materiju, energiju i informacije). Ekocentrični sistem ne znači povratak na staro, tj. razdoblje prije industrijske revolucije, i ne traži od nas da se odreknemo automobila u korist konja ili PC-kompjutera u korist računala na kuglice – abakusa. Ekocentrični sistem svim snagama koristi moderna tehnička dostignuća kako bi sebe unaprijedio i kako bi omogućio razvoj uz sklad: motori na vodik čiji je produkt izgaranja samo vodena para, kompjuterski dizajnirane elise vjetrenjača povećane iskoristivosti, nadzorni sustavi koji zaustavljaju pogon čim se detektira izlazak štetnih materija u okoliš, satelitsko praćenje divljih životinja kako bi se saznalo koliko im je stanište potrebno… Samo su neki od primjera korištenja suvremenih tehnologija podređeni očuvanju i razvoju ekosistema.