1

Obnovljivi izvori energije i održiv razvoj

Energetske statistike

Definicije energije

Jedinice za energiju

Ogrijevna moc

Zakoni termodinamike

Efikasnost energetskih pretvorbi

Energetske statistikeProizvodnjaPotrosnjaPo izvorimaPo sektorimaGodisnjeIzvori:

Energija u Hrvatskoj, Godisnji energetski pregled (MINGORP)Annual Energy Review (DOE EIA)Annual Energy Outlook (DOE EIA)World Energy Outlook (International Energy Agency IEA)UN EnergyBP Statistical Review of World Energy

2

Mjere energije:1 JouleMJ = 106 J = 1.000.000 JGJ = 109 J = 1.000.000.000 JEJ = 1018 J = 1000.000.000.000.000.000 J

Energija u odredjenom vremenuna pr. EJ/godinu ili GJ/dan

1 toe = 41.686 GJkWh = 3.6 MJ

Jedinica snage: W1 W = 1 J/s1 kW = 1000 W1kW = 1 kWh/h

1 lit benzina = 33 MJ

Druge mjere/jedinice energije: kWh (električna) toe (ton of oil equivalent)

1 mol of H2 + ½ mol of O22 g of H2 + 16 g of O2T = 25 C (298.15 K)Volume = ?PV = GRT or PV = NRT

1 mol of H2O (l)18 g of H2O (l)T = 25 C (298.15 K)Volume = 18 cm3

Heat = 286 kJ

Heat of combustion – heating value

3

1 mol H2 + x mol O22 g of H2 + 32x g of O2T = 25 C (298.15 K)Volume = ?

PV = GRT or PV = NRT

1 mol of H2O (g) + (x- ½) mol O218 g of H2O (g)T = 25 C (298.15 K)Volume = ?

Heat = 241 kJ

Heat of combustion – heating value

Liquid water produced: 286 kJ/mol

Water vapor produced: 241 kJ/mol

Higher heating value

Lower heating value

The difference is: 45 kJ/mol Heat of evaporation

45 kJ/mol18 g/mol = 2.5 kJ/g = 2500 kJ/kg

Higher and lower heating value

4

Basic Equations

Combustion: H2 + ½O2 → H2O (g) + 241 kJ

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(g) + 802.5 kJ

C8H18 + 12.5O2 → 8CO2 + 9H2O(g) + 5,063.8 kJ

CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O(g) + 638.5 kJ

C + O2 → CO2 + 407 kJ

EnergetskiEnergetski zakonizakoni iliili zakonizakoni termodinamiketermodinamike

1. zakon: u sustavu, energija s ne moze stvoriti niti unistitivec samo promijeniti oblik

Neformalne definicije:

2. zakon: raspoloziva energija degradira u svakoj pretvorbi energije; entropija uvijek raste

3. zakon: postoji apsolutna nula temperature

5

Princip maksimiziranja snage

U prirodi pobjeđuju oni sustavi koji maksimiziraju tok korisne energije.

Lotka, 1922

Četvrti glavni zakon termodinamike?

H.T. Odum:U samo-organiziranim sustavima snaga je maksimizirana tako da proizvodi koji zahtijevaju više rada za njihovu proizvodnju ili proporcionalno više doprinose sustavu ili sustav obustavlja njihovu proizvodnju

6

7

8

9

Potrošnja energije u Svijetu

10

Rate of world energy usage in terawatts (TW), 1965-2005

1 TW = 1 TWh/h = 8769 TWh/god = 31,536 EJ/god

1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

0.1

0.5

0.9

0.1

1

10

0.01

traditionalcoal

oil

naturalgas

nuclear

solar

Global Primary Energy TransitionsGlobal Primary Energy Transitions

f/(1-f) f

11

12

hidroenergija (iz rijeka) 962 36 3,7 3359 0,40

hidroenergija (iz morskih 0,3 0mijena i valova)

vjetroenergija 122 28 23,0 254 0,26

sunceva energija 15 5,6 37,3 17 0,15(iz FN sustava)

sunceva energija (iz >0,5 >0,1 20,0 1 0,25solarnih termoelektrana)

energija iz biomase 52 4 7,7 227 0,51

geotermalna energija 10 0,2 2,0 55 0,63

Ukupno 1162 74 6,4 3913 0,40

Ukupn

a instal

irana

snag

a (GW

)Sna

gains

talira

na

u 200

8 (GW

)Ras

t u 20

08 (%

)

Proizv

eden

o

u 200

8. (T

Wh)

Fakto

rIsk

oriste

nja

kapa

citeta

Obnovljivi izvori energije u Svijetu

13

14

15

16

17

18

19

Energy consumption per capita versus the GNP per capita The graph plots the per capita energy versus the per capita income for all countries with more than 20 million inhabitants, the data more than 90% of the world's population. The image shows the broad relation between wealth and energy consumption.

20

Energy Intensity of different economies The graph shows the amount of energy it takes to produce a US $ of GNP for selected countries. GNP is based on 2004 purchasing power parity and 2000 dollars adjusted for inflation. Source: Energy Information Administration

21

22

23

24