V sklopu pripravljanja gradiva za knjigo Kaj po demokraciji je bila narejena raziskava o vplivu alternativnih virov energije na življenje. Zgolj z zbiranjem internetnih podatkov, analizo in inovativnim pristopom je postala primerjava vseh virov milo rečeno šokantna. Večina energije iz alternativnih virov se pojavlja kot elektrika, tako da jih s stališča uporabe te energije virov ne moremo primerjati, kot na primer pri fosilnih gorivih, kjer največ škode nastane z njihovo uporabo. Lahko pa jih primerjamo s stališča samega obratovanja tehnologij, ki te vire izkoriščajo.

Izjemno težko je oceniti vpliv posameznih virov brez primerjav, na lokalnem nivoju. Kjer je nek vir dovolj močan, se zdi nesmiselno, da ga ne bi izkoristili za nekaj, po čemer človeštvo na (skoraj) vseh nivojih neizmerno hlepi…

Ampak vsaka proizvodnja energije iz alternativnih virov pušča posledice v naravi in tudi ovira, onemogoča ali celo uničuje mnoge vrste življenja. Predvsem zato, ker naravni, obnovljivi in razpršeni viri zahtevajo zbiranje energije na velikih površinah. Če želimo posejati nekaj lokalnega odvečnega polja z oljno ogrščico za bio diesel ali zajeziti visokogorsko dolino, se niti ne vprašamo – ali bi lahko mogoče isto energijo pridobili kako drugače, z manj škode za življenje? Če vzamemo samo ta dva omenjena vira, dobimo podobno letno proizvodnjo energije iz celotne evropske površine, posejane z energetskimi rastlinami (70 TWh iz 25.000 km2), ali pa iz ene največjih hidroelektrarn na svetu Taipu (100 TWh), katere akumulacijsko jezero meri 1350 km2. Izračun iz podatkov drugega evropskega vira da še celo bistveno nižjo proizvodnjo bio diesla na istih površinah.

Raziskava se je začela s poskusom ocenitve vpliva že obstoječih hidroelektrarn. Deset največjih na svetu ima sila različne letne učinkovitosti – to je letno količino proizvedene energije na enoto površine akumulacijskega jezera, povprečje pa je okrog 20 kWh/m2.

Sončne celice pri povprečnem letnem izkoristku 3% proizvedejo letno okrog 240 kWh energije na kvadratni meter svoje površine, torej več kot dvajsetkrat več kot kaka nižinska hidroelektrarna na kvadratni meter površine svojega jezera. Celo trikrat več kot najučinkovitejša v celoti delujoča Itaipu in desetkrat več, kot je povprečje vseh teh največjih hidroelektrarn. Če upoštevamo zdaj, da je izkoristek najboljših zrcalnih solarnih elektrarn letno okrog 15%, potem razmerje med obema tipoma elektrarn zrase celo na več kot 50. Če smo tudi že izračunali, da bi solarne elektrarne za proizvodnjo vse energije, ki jo danes potrebuje človek, morale pokriti okrog 150.000 km2 površine, bi vodne površine akumulacijskih jezer za hidroelektrarne tolikšne kapacitete morale zajemati več kot 7,5 milijona km2. To pomeni, da bi morali potopiti kar tri četrt Evrope. In če upoštevamo še povprečno realno za 1,3 krat večjo površino uničene narave od površine jezera, so solarne elektrarne 65 krat učinkovitejše, potopljena pa bi morala biti natanko celotna Evropa...

 

Posledice so postale kar naenkrat grozljive in logično je bilo, da se je enako vprašanje – koliko površine in kako obremenjeno bi potrebovali za proizvodnjo celotne človekove energije in vsakega od dane propagiranih alternativnih virov -  postavilo samo od sebe…

VPLIV ENERGETSKIH SISTEMOV NA ŽIVLJENJE

Kot večina človekovih dejavnosti tudi njegovi energetski sistemi vplivajo na okolje, naravo in živa bitja v njej. Nekateri direktno, drugi pa posredno s kasnejšo uporabo energije, ki jo sicer proizvajajo. V tem poglavju se bomo osredotočili na velikost površin ozemelj, ki so uporabljena s posameznimi proizvodnimi metodami in energijskimi izvori. Posledično je narava na teh področjih poškodovana in uničena do različnih stopenj. Ker nam danes različni viri dajejo različne dele v celoti pridobljene energije, jih je težko direktno medsebojno primerjati. Potem bomo preračunali morebitno potrebno površino vsakega (alternativnega) vira. Predpostavljali bomo, da bo potrebno fosilna goriva kmalu zamenjati, in da bo teoretično vsa energija, ki jo danes potrebuje človek, prišla iz enega samega od teh virov. S te točke lahko jasno vidimo, kakšne posledice nas čakajo, če se odločimo za eno ali drugo možnost. Tudi če se odločimo za bolj verjetno proizvodnjo iz različnih virov, bomo tako sposobni oceniti, kateri od njih bo uničeval bolj in kateri bo ohranil več narave in življenja. Zatorej poglejmo v tem smislu nekoliko karakteristike posameznih energetskih virov in naredimo nekaj primerjav.

HIDROELEKTRARNE

Velike akumulacijske zajezitve rek za hidroelektrarne potopijo in uničijo celotne doline in nižje ležeče predele. Nekatere divje živali se sicer lahko umikajo pred naraščajočo vodo, vendar potem na drugem terenu pridejo v konflikt z drugimi vrstami, ali pa se njihova populacija zmanjša zaradi pomanjkanja prostora in njihove hrane v drugem prostoru. Za mnoga druga bitja in vrste pa iz poplavljenega področja ni rešitve in za vedno izginejo. Velike vodne površine povzročajo večinoma bolj vlažno klimo in dodatno erozijo, posebej kjer obstaja že prej šibka poraslost z gozdom, kot v okolici največje elektrarne na svetu, kitajskih Treh sotesk. Nalaganje mulja v velikih jezerih počasi zmanjšuje prostornino bazenov in učinkovitost elektrarn. Najbolj kritično je to pri velikih nižinskih rekah, ki nosijo s seboj velike količine mehkih obrežnih plasti in vegetacije. Veliki jezovi so tudi zaradi tega načrtovani za življenjsko dobo 50 do 100 let. Po tolikšnem času bodo usedline napolnile bazen in enakomerno obratovanje elektrarne bo postalo nemogoče. To pa pomeni, da že sam obstoj življenjske dobe jezu postavlja vprašanje, ali takšno pridobivanje elektrike sploh lahko smatramo za pridobivanje iz obnovljivega vira. Po opustitvi hidroelektrarne bo potrebno jezero zaradi varnosti izprazniti in v naravi bodo ostale nepopravljive posledice v obliki debelih plasti umazanih usedlin, ki jih ne bo nihče odstranil.

Mulj tudi onemogoča nastanek vodnega rastlinstva in pomanjkanje kisika preprečuje raznoliko živalsko življenje v teh jezerih. Dodatno mulju se v njih koncentrira tudi vsa mogoča umazanija, ki jo reke prinesejo iz svojih porečij. Pri vsaki gradnji in delovanju takšnega objekta nastopajo samosvoji dejavniki in izkušenj pridobljenih drugod ni mogoče enostavno prenašati. Obstaja kar nekaj virov (4.3.5) – (4.3.7), ki navajajo, da nekatere hidroelektrarne iz gnitja odpadkov v akumulacijskih jezerih ustvarjajo več toplogrednih plinov, kot izgorevanje enake moči fosilnih goriv, kot je moč same hidroelektrarne.

Učinkovitost hidroelektrarn

Ne glede na prav tako obstoječe pozitivne učinke akumulacijskih jezer sem na tem mestu naredil nekaj preprostih izračunov in prišel do skoraj šokantnih rezultatov. Vprašal sem se, kakšna je učinkovitost (proizvodnja) hidroelektrarn glede na površino, ki jo prekrije akumulacijsko jezero, v primerjavi s solarnimi pretvorniki.

Same površine jezer zaradi različnih globin in profilov poplavljenih območij ne kažejo natančno, koliko površine zemlje je bilo uničene. Pri globokih jezerih je ta površina uničene narave lahko tudi do 100% večja od površine gladine. Na kolikšno površino okolice ima voda tudi še negativen vpliv pa je sploh nemogoče ugotoviti, kaj šele predvidevati vnaprej. Vzel sem nekaj največjih elektrarn na svetu, za katere je bilo mogoče najti površine njihovih jezer, in izračunal, koliko letne električne energije proizvede elektrarna na kvadratni meter površine jezera. Ugotoviti sem hotel enostavno samo, koliko površine zavzame posamezna vrsta energijskega pretvornika za enoto proizvedene energije, oziroma koliko narave bi uničili z njihovo postavitvijo ali razširjanjem.

Nižinske elektrarne potrebujejo veliko večje površine jezer, ker so le-ta plitva. Prav tako je velikost in kapaciteta jezera odvisna od konstantnosti pritoka vode med letom.

Izračunali smo že, da sončne celice pri povprečnem letnem izkoristku 3% proizvedejo letno okrog 240 kWh energije na kvadratni meter svoje površine, torej več kot dvajsetkrat več kot kaka nižinska hidroelektrarna na kvadratni meter površine svojega jezera. Celo trikrat več kot najučinkovitejša v celoti delujoča Itaipu in desetkrat več, kot je povprečje vseh teh naštetih hidroelektrarn. Za kitajskega velikana pa bo verjetno potrebno počakati še kakšno desetletje na prave rezultate.

Primerjava z zrcalnimi solarnimi elektrarnami

Če upoštevamo zdaj, da je izkoristek najboljših zrcalnih solarnih elektrarn letno okrog 15%, potem razmerje med obema tipoma elektrarn zrase celo na več kot 50. Če smo tudi že izračunali, da bi solarne elektrarne za proizvodnjo vse energije, ki jo danes potrebuje človek, morale pokriti okrog 150.000 km2 površine, bi vodne površine akumulacijskih jezer za hidroelektrarne tolikšne kapacitete morale zajemati več kot 7,5 milijona km2. To pomeni, da bi morali potopiti kar tri četrt Evrope. In če upoštevamo še povprečno realno za 1,3 krat večjo površino uničene narave od površine jezera, so solarne elektrarne 65 krat učinkovitejše, potopljena pa bi morala biti natanko celotna Evropa... In če bi prišli do ugotovitve, da so vse primerne doline za hidroelektrarne že izkoriščene, ali da bi večina bodočih elektrarn morala biti zgrajena v nižinah, bi potrebne površine akumulacijskih jezer še narasle in za mnogo več kot za Evropo narave bi moralo biti uničene... Mogoče je rešitev potopiti celoten kanjon reke Kolorado in druge podobne bisere narave?

Poglejmo si še nekoliko stroške gradnje takšnih jezov in primerjavo s stroški in učinkovitostjo solarnih elektrarn, velikih kot dana akumulacijska jezera. Poudariti je potrebno, da so navedeni stroški gradnje zgolj ocene, ki so na voljo na spletu. Pri tako velikih projektih se zaradi sprotnih gradbenih problemov in okoljskih dejavnikov velikokrat dvignejo iz začetnih predvidevanj tudi za nekaj 100%. Upoštevanje vseh vplivov in posledic na okolje in populacijo v danem področju pa bi najbrž pokazalo še veliko slabšo sliko.

V Tabeli 4.3.2 primerjamo stroške gradenj in proizvodnjo hidroelektrarn in solarnih elektrarn. Učinkovite elektrarne, kot sta Itaipu in Grand Coulee so bile zgrajene z relativno "manjšimi" stroški, ali pa ležijo na rekah z bolj konstantnim pretokom. Le v primerjavi s temi se gradnja zrcalne solarne elektrarne podraži bolj, kot pa se poveča proizvodnja električne energije na isti površini. Pri ostalih je to razmerje v korist solarnih elektrarn. Pri hidroelektrarnah, ki imajo globja jezera, poplavljeno področje ne kaže dejanske slike uničenja narave. Pri starejših elektrarnah se stroški ne morejo realno primerjati z današnjim potrebnim vložkom v podoben objekt. Vplivajoči dejavniki so inflacija, realno dražji materiali in tudi strožji naravovarstveni standardi.

Na natančen primer bi zgradili solarno elektrarno enake površine, kot je akumulacijsko jezero hidroelektrarne Grand Coulee. Stroški gradnje bi narasli (v primerjavi z Grand Coulee) z 1,7 na 130 milijard dolarjev, torej 76 krat. Letna proizvodnja bi se povečala iz 22,6 na 392 TWh, torej samo 17 krat. Za nižinsko elektrarno Yacireta bi bili ti dve razmerji obratni, 56 in 100 krat, torej bi proizvodnja narasla mnogo bolj kot stroški gradnje. Toda kakorkoli to že preračunavamo, mislim da je za prihodnost najpomembnejše bistveno povečanje pridobljene energije na enaki površini in zato mnogo manjša skupna površina potrebnih solarnih elektrarn ter s tem mnogo manjše uničenje narave.

Pomen za življenje

Na tem mestu razmislimo le, kaj to pomeni za življenje, ki ga v imenu naše požrešnosti hočemo na tak ali drugačen način uničiti.

Če seštejemo samo poplavljena področja naštetih desetih hidroelektrarn, ki skupaj proizvedejo le 0,26 odstotka svetovne potrošnje energije, dobimo že okrog 13 odstotkov potrebne površine za solarne sprejemnike celotnega globalnega solarnega energetskega sistema.

Z namestitvijo solarnih sprejemnikov bomo nedvomno zelo negativno vplivali na rastlinstvo in živalstvo na tistem področju. Predeli, ki so najbolj ugodni za sončne elektrarne so nedvomno tisti z veliko sončnih dni in z malo padavin, to pa je okolje suhih step in puščav. Pri tem bo potrebno upoštevati tudi vetrovnost predela, kajti veter nosi s sabo suho prst in pesek. To bi povzročilo hitrejšo zamazanost zrcal in slabšo odbojnost sončnih žarkov. Vroča področja z bujno vegetacijo imajo klimo z veliko deževnimi dnevi ali celo obdobji in bi zato omogočala sprejem manj energije. Področja, primerna za sprejem sončne energije niso ugodna za obstoj bogatega življenja. To pa je dodaten ugoden dejavnik pri odločitvi, v katerih delih sveta namestiti velike površine solarnih sprejemnikov.

ČRPANJE NAFTE IN ZEMELJSKEGA PLINA

Fosilna goriva nedvomno vplivajo na življenje potem, ko porabljamo njihovo energijo. V poglavju o energiji smo povedali že, da človek porabi dnevno več kot tisoč krat manj energije, kot pa jo Zemlja dobi od Sonca, in jo spremeni v toploto, ki se izgubi v okolje. Ta dodatna tisočinka energije bi se zlahka izsevala nazaj v vesolje, če ne bi iz fosilnih goriv skupaj s toploto proizvajali še toplogrednih plinov, ki v atmosferi ovirajo toplotno sevanje Zemlje. To ni le del sevanja toplote, ki jo proizvaja človek. Plini zaustavljajo sevanje vse toplote, ki jo Zemlja dobi od Sonca. Vendar sevanje ni popolnoma zaustavljeno, temveč le dovolj ovirano, da vsa toplota ne more zapustiti Zemlje. Proizvodnja CO2 s strani človeka pa je mnogo hitrejša kot njegova poraba s strani zelenih rastlin. Površje Zemlje in atmosfera se segrevata in temu nenaravnemu pojavu se narava ne more več dovolj hitro prilagajati.

Preusmeritev na solarne elektrarne in toplarne bi energijsko bilanco Zemlje zopet izenačila. Trenutno odvzeta energija bi sicer povzročila ohlajanje predelov s solarnimi sprejemniki, odvisno od razdalj med posameznimi energetskimi bloki. Vendar bi se ta energija po uporabi vedno vrnila kot toplota v okolje, se z gibanjem zraka in vode razpršila ter izsevala nazaj v vesolje. Vsa energija, dobljena od Sonca, bo zapustila planet.

***

Že v drugem poglavju smo pogledali, kako proizvodnja globalne energije s črpanjem nafte onesnažuje lokalna območja okrog črpališč. Skupaj z nafto prihajajo na površje tudi velike količine zemeljskega plina. Plin se iz nafte izloča tudi kasneje. Iz naftovodov in naftnih rezervoarjev ga je potrebno izločiti zaradi varnosti, ker povečuje pritisk v teh napravah in s tem nevarnost nesreč. Ker se to dogaja porazdeljeno po celotnem omrežju pridobivanja nafte, je plin na tem nivoju enostavneje požgati, kot pa ga z drago tehnologijo zajeti in uporabiti. Na posameznih črpališčih pokurijo celo takšne količine plina, kot je poraba srednje velikih držav. To se dogaja že desetletja, tudi že od začetkov črpanja nafte naprej. Preden se plini, ki nastanejo z gorenjem zemeljskega plina razširijo v ozračje, seveda njihova neprestana in dolgoletna koncentracija pomori mnogo življenja na teh območjih.

Spletna stran (4.3.10) vsebuje poročilo o prispevku požiganja zemeljskega plina h globalnemu ogrevanju. Zelo pomemben podatek pa najdemo tudi o tem, da se določene količine izločenega plina enostavno skozi varnostne ventile izpustijo v ozračje. Pri ločevanju plina od nafte je tudi nemogoča sto odstotna ločitev in zaradi tega izteče v okolje tudi veliko tekočega materiala. Poleg tega tudi ne zgori ves plin, del se ga zmeša skupaj z vodo, ki nastane tudi pri tem gorenju. Zato je tako pomembno, da je poleg teh naprav na razpolago tudi tekoča voda, ki odplakne to umazanijo... Medtem, ko količino požganega plina še lahko nekako merimo in ocenjujemo, pa je količino izpuščenih ogljikovodikov nemogoče ugotoviti. Iz nekaterih vrst surove nafte se izločajo takšni plini, ki zgorijo večinoma le v ogljikov oksid (CO), ki je veliko bolj reaktiven (strupen), težji od zraka, in povzroča hujše poškodbe okolja, kot CO2.

Plini niso edino onesnaževanje, ki nastaja z tem gorenjem. Težji delci v obliki saj in prahu se usedajo na širše bivalno, poljedeljsko in naravno okolje okrog te "proizvodnje", dež pa vse skupaj spere v zemljo in jo dodatno zastrupi. Dež raztaplja tudi pline, ki ostajajo v ozračju, in "blagoslavlja" rodovitno prst in vse kar gleda iz nje s celo vrsto kislimi dodatki…

Na področjih črpališč in rafinerij ostajajo številna in velika jezera odpadne in izlite nafte, onesnažene vode in odpadkov predelave. Večinoma so to le kotanje, v katerih se je sama zbrala ali pa so vanje speljali nepotrebno umazanijo, in ki niso na dnu prav nič prilagojene, da bi obdržale to svojo vsebino. Naftna umazanija pronica v zemeljske plasti, prst in podtalnico. Deževna obdobja dvignejo površine teh jezer in pride do izlivov po večji površini in v tekoče vode. Vse to zastruplja vegetacijo in živali v okolici in pride tudi do področij, kjer človek goji ali lovi svojo hrano. V teh jezerih pogine tudi direktno veliko živali, predvsem ptic.

Nevarnost za velike ekološke katastrofe so tudi neprestane politične in vojaške napetosti, kot posledica želja mnogih strani po kontroli nad proizvodnjo in transportom fosilnih goriv ter posledičnih dobičkih. Doživeli smo že en velik in oster neposreden spopad vojaških velikanov za naftne vire, posrednih konfliktov pa je bilo že nič koliko. Celo obe svetovni vojni sta imeli ozadje v pohlepu po energiji. S povečevanjem naftne krize največji porabniki še naprej osredotočajo pritiske na največje proizvajalke nafte in si želijo zagotoviti čim več neposredne kontrole nad proizvodnjo. Nobenih iluzij si ne moremo delati, da ne bodo vsi bodoči medsebojni spopadi usmerjeni v uničenje energijskih virov nasprotnika, kajti s tem ga bo veliko lažje ustaviti in prevzeti njegove vire. Tak spopad pa ne bo pomenil le uničenje nasprotnika, temveč tudi velikega dela narave. In nobenih iluzij si ne delajmo, da za to ne bodo uporabili tudi atomskega orožja.

Iz vseh teh predstavljenih primerov je razvidno, da črpanje nafte ne vpliva uničujoče le na naravo v bližnji okolici črpališč (vrtin, ki so posejane na določeni oddaljenosti druga od druge), temveč se ostanki načrpane nafte vedno razlezejo po celotnem naftnem polju, v veliko primerih pa predvsem z vodnimi tokovi tudi daleč stran od črpališč, v naravo in na človekova polja. Površine, ki jih naftni odpadki okužijo in zastrupijo so veliko večje od površin, potrebnih za postavitev solarnega energetskega sistema

Merila za ocenjevanje uničenja narave

Pri ocenjevanju uničenja naravnega okolja, ki ga človek povzroča s katerokoli svojo dejavnostjo, ne moremo razmišljati le o odstotkih zastrupljenega življenja na nekem področju. Dejstvo je, da se večina črpališč, razen v arabskih puščavskih državah, nahaja na področjih, ki so bogata z vodami in vegetacijo, kar je bilo že v zemeljski zgodovini pogoj za nastanek črnega zlata. Mladi organizmi, pa naj bo to človek, žival ali drevo, rastejo hitro, če je na voljo dovolj hrane, ne glede kako kvalitetna je ta hrana. Vendar akumulacija nevarnih snovi iz hrane prav tako hitro naredi svoje. Imunski sistemi se iztrošijo in organizmi zbolijo in umirajo za čisto drugačnimi navideznimi vzroki. Človek te procese spremlja (kolikor jih) le pri svoji vrsti in mnogo manj v svojem okolju. Dokazovanje, zakaj umira določen odstotek narave, je težavno, dolgotrajno (prej že zrase nekaj novih generacij organizmov) in s stališča kapitala drago. Zagovorniki takšnega onesnaževanja lahko v imenu človekovega razvoja, napredka in koristi z lahkoto zavajajo neosveščeno in nevedno prebivalstvo.

Gre za to, da bi že zbrani dokazi o majhnem odstotku uničenja celotne narave na nekem območju morali zadoščati za odločitve, da se izvedejo nadaljnje poglobljene raziskave o vplivih določenega onesnaževanja na življenje. Ne le lokalne oblasti, temveč organizacije na svetovnem nivoju bi se morale odločati na takšen način. (V sedanjem trenutku je verjetno to lahko le Skupščina OZN, Varnostni svet brez veta in UNESCO.) Plačila teh raziskav bi morala iti izključno na stroške onesnaževalcev. Morali bi biti pripravljeni tudi mehanizmi in merila, kako povrniti tako nastalo škodo. Svoj del odgovornosti bi morale nositi tudi lokalne oblasti, ki izdajajo dovoljenja za dejavnosti, ki povzročajo onesnaževanja. Za življenjsko nevarno območje bi bilo potrebno šteti vsako, kjer obstaja dokazano zaradi onesnaževanja večje tveganje bolezni in smrti kateregakoli osebka. Zato tu ne bomo dokazovali, koliko večje tveganje za (samo) človeka obstaja na področjih naftnih črpališč,.

Zavedati se je potrebno, da ljudje na teh področjih uživajo v veliki meri (poceni) pripravljeno industrijsko hrano, ker svoje na zastrupljenih poljih ne morejo več pridelovati. Verjetno je to zanje nekoliko bolje, ampak resnična situacija se s tem zelo skrije. Na nekaterih (hladnejših) področjih pa živijo tako ali tako le zaposleni v tamkajšnji naftni industriji. Tako da zdravstveno stanje prebivalstva in zaposlenih ob spremljajoči medicinski oskrbi prav gotovo ne more biti merilo za zdravstveno stanje naravnega okolja na takem področju.

Velikost področij, zastrupljenih s pridobivanjem nafte

Poglejmo si malce površine, ki jih zajemajo naftna polja v predstavljenih primerih. Upoštevati ne moremo le površin, kjer so nameščene vrtine in črpalke. To so tudi območja, kjer stojijo drugi energijski objekti, in na katere ta naftna polja tudi vplivajo.

Irak

Sliki 4.3.1 in 4.3.2 v nadaljevanju predstavljata (rdeča barva) obseg vegetacije v južni Mezopotamiji okrog sotočja Tigrisa in Evfrata v letih 1972 in 1997 (4.3.11). Območje je veliko približno 150 krat 150 km – 22.500 km2. Velike površine zelenja popolnoma izginile. Velika močvirja ob obeh rekah so popolnoma izsušili. Prej rodoviten in poraščen teren je zamenjala umazana puščava. Koliko zelenja je še ostalo, potrjujejo tudi današnji satelitski posnetki. Na tretji sliki so narisana naftna polja v celotnem Iraku. Če je izginilo naravno rastlinstvo, so na tem področju izumrle tudi mnoge živalske vrste, uničili pa so tudi vse pogoje za (še posebej naravno) kmetijstvo. Kar je ostalo zelenja, je hudo zastrupljeno z vsemi mogočimi naftnimi odpadki. Podobno zamazanost pokrajine je opaziti tudi severno od Bagdada v okolici Kirkuka, kjer se nahaja drug velik kompleks naftnih črpališč v državi. Skupaj bi lahko ocenili, da naftna polja in vmesni (uničeni) teritoriji merijo vsaj kakšno četrtino Iraka, torej okrog 120.000 km2.

Kuvait

V svetovnem merilu pomembna državica meri 17.800 km2. Že z rednim črpanjem nafte in požiganjem plina je zastrupljeno celotno območje, vojna v letu 1991 in ekološka katastrofa zaradi gorenja naftnih vrtin pa je uničila vse pogoje za kakršnokoli naravno življenje še v velikem delu severnega Perzijskega zaliva. In če je v zahodnem delu države manj naftnih polj, prinašajo vetrovi umazanijo z bližnjih naftnih polj v Iraku. Ker padavin ni veliko, voda tudi ne odplavlja večine naftnih odpadkov, in v puščavskem pesku se le-ti samo akumulirajo in razširjajo iz žarišč v okolico. Celotno območje Kuvaita bi bilo po postavljenih merilih popolnoma neprimerno za zdravo naravno življenje.

Vidimo, da smo s skupno površino uničene narave že samo v teh dveh državah zelo blizu površini, ki jo potrebujemo za realizacijo globalnega solarnega energetskega sistema...

Ekvador

Vzhodni del, ki je že popolnoma dodeljen različnim naftnim družbam, obsega približno 100.000 km2. Če bo vsem dopuščeno, da na enak način odlagajo odpadke v naravo, kot je v preteklosti to počel Texaco, bo v celotnem področju Oriente ogroženih še veliko več življenja in iztrebili bodo praktično vsa prvobitna indijanska plemena. Že zdaj lahko iz dostopnih načrtov že opuščenih in še delujočih naftnih polj, iz satelitskih posnetkov vseh posledic (onesnaženje, sekanje gozdov) in iz drugih virov razberemo, da je uničenega okrog 40 odstotkov deževnega pragozda in posledično mnogo živalskega življenja, ki je uspevalo le v takem okolju, torej okrog 40.000 km2 v tem območju. Posledice, ki jih že zdaj čuti velik del porečja Amazonke bodo strašne, če bodo vse te potencialne naftne firme začele iskati in izkoriščati nafto, in še posebej če bo po podobni poti ropanja naravnih bogastev šel tudi sosednji in z nafto prav tako bogati Peru.

Nigerija

Delta Nigra meri več kot 19.000 km2. Dovoljenja za črpanje nafte so podeljena že za kar okrog 90 % tega ozemlja. Gostota obstoječih naftnih polj, dokazano izpuščanje velikih količin odpadkov v zrak in v gosto vodno omrežje delte pa pomeni, da je za zdravo življenje tako človeka kot tudi ostalih živih vrst neprimerna čisto vsa...

Rusija

Zahodna Sibirija meri okrog 3 milijone km2. Če pa upoštevamo področje z najgosteje posejanimi naftnimi polji, pa le-to meri približno 1000 krat 1000 km, torej milijon km2. Poplave razporejajo odpadke po mnogo širšem vmesnem prostoru med dokaj enakomerno razporejenimi naftnimi polji. Celotno področje je daleč največje po požiganju zemeljskega plina na svetu. Povsem mirno lahko ocenimo, da je zastrupljenega in neprimernega za zdravo življenje vsaj 10 %, oziroma 100.000 km2 prostora . In pri tem sploh nismo upoštevali naftnih polj ob Barentsovem morju in opuščenih področij v vzhodnem evropskem delu Rusije.

Prav tako kot za človeka, je tudi za živali škodljiva stalna prisotnost svetlobe iz velikih plinskih plamenov. Bodisi da se umaknejo ali pa poginejo zaradi nenaravnih življenjskih pogojev življenja, se v vsakem primeru populacije zmanjšajo in podre se naravni prehranjevalni krog na velikem teritoriju....

***

Na tej točki smo prišli do številke 300.000 km2 z naftno proizvodnjo uničenega naravnega okolja. Vendar so to le najbolj vidne in boleče lokalne posledice. Kje so vsa morja, kamor velike reke nosijo umazanijo s teh področij? Kje so direktna onesnaženja in gorenje plina v Perzijskem in Mehiškem zalivu ter v Severnem morju med Anglijo in Norveško? Kje so še druge velike proizvajalke nafte, kot so ZDA, Mehika, Saudska Arabija in Iran, ter še precej manjših, ki so manj pod drobnogledom svetovne javnosti.

In da ne bomo pozabili, kje je mnogo večji del te umazanije, ki nam zgori v naših avtomobilih, centralnih kurjavah in termoelektrarnah. Predstavljajmo si, kakšen pekel bi bil, če bi vsa načrpana nafta in plin zgorela kar na naftnih poljih, tako kot se je dva meseca to godilo po Iraškem napadi na Kuvait. Na vseh poljih in ves čas... Pa vendar se točno to dogaja razpršeno in v bolj prikritih oblikah po celem svetu, in prekleto malo te umazanije ujamemo v katalizatorje in čistilne naprave... In kam stresemo potem vse to?

Resnično v puščavah tudi nikoli ni obstajalo tako bujno življenje kot drugod, kjer je več vode. Z opustitvijo naftnih polj bi ta področja lahko mirno uporabili za namestitev solarnih elektrarn brez velikega dodatnega negativnega vpliva na tam še obstoječe življenje. Z ustreznim načrtovanjem in zagotovitvijo dovolj praznega prostora med posameznimi energetskimi bloki bi zagotovili, da bi se posamezne še obstoječe življenjske vrste prilagodile in preselile v ta vmesni prostor. S primerno razporeditvijo tudi ohlajevanja teh predelov ne bi čutili preveč, čeprav bi za puščavo to lahko pomenilo ohranjanje več vlage in celo vrnitev drugih življenjskih vrst v ta področja.

VPLIV DRUGIH MODERNIH IZVOROV ENERGIJE

Vetrne elektrarne

Za primerjavo s sončnimi elektrarnami poglejmo, na kolikšni površini bi morale biti "posejane" vetrnice, če bi hoteli z njimi proizvesti vso, danes človeku potrebno energijo v obliki elektrike. Vzemimo velike vetrnice s premerom okrog 100 m, ki se vrtijo počasi in ne ogrožajo okolja in ptic ter ne plašijo živali. Takšni veliki vetrni generatorji dosegajo moči okrog 4 MW. Seveda, polja teh elektrarn bodo morala biti postavljena v področjih s konstantnim vetrom. Verjetno so to idealno dopolnilo solarnim elektrarnam. Njihovo delovanje je mogoče tudi pozimi, ponoči in v hladnejših predelih. Lahko jih uporabimo, kjer solarne elektrarne niso učinkovite. Prav tako bi takšna postavitev vetrnih generatorjev zmanjšala potrebe po prenosu velikih količin električne energije iz toplih območij s solarnimi elektrarnami v hladnejše predele Zemlje.

Izračunajmo, koliko takšnih vetrnih elektrarn bi potrebovali za vso človekovo energijo. Dnevna proizvodnja energije na Zemlji znaša okrog 385*109 kWh, torej energijo trošimo z močjo okrog 16*109 kW, oziroma 16*106 MW. Za to moč bi potrebovali torej 4 milijone zgoraj omenjenih vetrnic.

Razdalja, na kateri jih lahko postavljamo, da ne motijo druga druge in preveč ne zaustavljajo vetra, je nekaj 100 metrov. Tudi če to ocenimo iz avta, ko se vozimo po severni Nemčiji mimo skupin po nekaj takšnih generatorjev skupaj, so postavljene v nekako takšnem razmaku. Vzemimo medsebojno razdaljo 300 m. Če so postavljene v mrežo, potem ena zasede 300 m krat 300 m = 90.000 m2, oziroma približno 0,1 km2 prostora. Za 4 milijone vetrnic bi torej potrebovali 400.000 km2 prostora. Če pa vzamemo večji razmak med njimi, na primer 500 metrov, pa bi se ta površina povečala na približno 1 milijon km2.

Upoštevajmo še letno učinkovitost, torej tudi čas, v katerem veter piha šibkeje ali sploh ne piha. Vetrnih elektrarn nima smisla graditi v področjih, kjer več kot polovico dni v letu ni vetra ali pa je prešibek. Vendar naj ta kriterij postavijo strokovnjaki. Mi pa lahko izračunamo to podobno, kot pri sončnih celicah. Vzemimo, da je polovico dni najbolj vetrovnih in da v teh dneh polovico časa elektrarna deluje z maksimalno močjo, polovico časa pa s polovično. V eni četrtini dni piha veter polovično (pol dneva deluje elektrarna s polovico maksimalne moči in pol dneva le z eno četrtino). V preostali četrtini dni elektrarna ne more obratovati. Iz tega izračunamo letni izkoristek 0,44. Če v grobem upoštevamo še malo boljše pogoje, ostanimo pri 50 odstotnem izkoristku. To pa pomeni, da bi potrebovali dvakrat več vetrnih generatorjev in seveda tudi dvakrat več površine, torej 800.000 oziroma 2 milijona km2.

To je na videz veliko več od prostora, kot pa je potrebnega za parabolične solarne kolektorje. Če vzamemo gostejša polja vetrnic, potrebujemo približno toliko prostora, kot za sončne celice. Ampak obstaja pa ena velika prednost. Namreč, vetrnice so nameščene visoko, tudi na 100 metrov visokih stolpih. Pod njimi so lahko gozdovi, polja ali pa človekova bivališča. V bistvu potrebujejo toliko vmesnega prostora le zaradi nemotenega pretoka vetra, dejansko pa prostora na zemlji uničijo bistveno manj. S stališča preprečevanja uničevanja narave in življenja so skoraj idealni generatorji človekove energije.

Bio goriva

Na tem mestu se je pojavilo ekstremno zanimivo vprašanje: kolikšno površino bi dejansko zahtevala proizvodnja bio goriv, s katerimi bi nadomestili celotno svetovno proizvodnjo energije. Namreč po svetu potekajo intenzivna prizadevanja, da bi del energije nadomestili z bio gorivi, kajti države so se zavezale k zmanjšanju izpustov CO2 v atmosfero, rast energetskih rastlin (tako kot vseh drugih) pa odvzema iz zraka približno toliko ogljikovega dioksida, kot ga potem kurjenje teh goriv vrača nazaj v atmosfero. S tega stališča naj bi bila bio goriva približno nevtralna, upoštevati pa moramo, da se pri gorenju v zrak sproščajo tudi drugi plini, ne samo CO2. Bio goriva pridobivajo iz odpadnih olj, največ pa iz rastlin, bogatih z olji, podobnimi ogljikovim hidratom. Energetske rastline, kot je oljna ogrščica, gojijo na poljih, enakovrednih površinam za proizvodnjo hrane.

Vprašanje je ekstremno zanimivo tudi, ker za bio goriva ni nikakršnih omejitev glede gnojenja, škropljenja ali genskega spreminjanja. Zastrupljene rastline ne vplivajo na zdravje ljudi, saj vse te strupe skupaj z bio dizlom tudi pokurimo. Ni stvar tega teksta, da bi raziskoval, kaj se dogaja z absorbiranimi herbicidi, ko stiskajo olje in ko bio dizel pokurimo, čeprav je tudi to vprašanje ekstremno zanimivo. Že v poglavju o hrani smo pokazali in dokazali, kako polja industrijske pridelave hrane vplivajo na okoliško naravo in kmetije, ki še vedno poskušajo kmetovati naravno. Tako da je vprašanje ekstremno zanimivo še zato, ker za proizvodnjo rastlin za bio goriva ostanejo polja popolnoma izčrpana in na njih uničeno popolnoma vse življenje. Zgoraj postavljeno vprašanje lahko formuliramo nekoliko drugače - torej na kolikšni površini bi s proizvodnjo bio goriv za celotno človeku potrebno energijo popolnoma uničili življenje?

Odgovora ne najdemo bistveno lažje, kot pa smo izračunali potrebne površine za solarne elektrarne, hidroelektrarne ali območja uničena s proizvodnjo fosilne nafte. Različni viri vsebujejo veliko različnih, nepopolnih in zavajajočih informacij. Nekateri navajajo statistiko na spletni strani EurObserv'ER (4.3.20), vendar je tu nemogoče najti ali preveriti stareše podatke, na primer: v letu 2005 je Evropa gojila energetske rastline na 2,445 milijona hektarih, oziroma 2,445*104 km2. Iz tega je pridelala, sešteto, 6,91 milijona ton biogoriv, enakovrednih nafti, kar je enako:

6,91*109 kg * 10 kWh/kg = 6,91*1010 kWh energije.

Iz tega lahko izračunamo energetski donos na km2:

6,91*1010 kWh / 2,445*104 km2 = 2,826*106 kWh/km2

Podobne rezultate najdemo za nemško proizvodnjo bio dizla (4.3.21). V letu 2005 so naredili 2,3 milijona ton tega goriva in gojili rastline za bio dizel na 900.000 hektarjih površine polj. Iz tega dobimo energijski donos 2,6*106 kWh/km2.

Toda spletna stran (4.3.22) nam daje drugačne podatke. V celotni Evropi s v letu 2005 proizvedli 3,9 milijona ton vseh bio goriv, od katerih je odpadlo na bio dizel okrog 80 odstotkov proizvodnje, ostalo je bil bio etanol. Z upoštevanjem toplotne vrednosti bio dizla 37 MJ/kg = 10 kWh/kg in bio etanola 27 MJ/kg = 7,5 kWh/kg dobimo skupno vsoto proizvedene energije iz bio goriv 3,71*1010 kWh. Celotna površina za proizvodnjo energetskih rastlin je bila 2,8 milijona hektarjev. Dobimo povprečen energijski donos 1,33*106 kWh/km2.

Spletna stran (4.3.23) potrjuje to kalkulacijo z informacijo o kapaciteti nemške bio dizelske proizvodnje v letu 2005 v velikosti 1,5 milijona ton in o za to potrebni površini polja 1,07 milijona hektarjev. To da energijski pridelek 1,40*106 kWh/km2. Podobne donose najdemo tudi na Wikipediji.

Zdi se, da so zgornji mnogo višji podatki posledica uvoza energetskih rastlin, ali celo samih energentov. Predvsem morajo biti zapolnjene višje evropske proizvodne kapacitete, večinoma s pridelki visoko učinkovitih oljnih rastlin, kot so oljne palme v Indoneziji. Oljna palma ima 5 krat višji energetski donos kot oljna repica, na primer. To je največji razlog za izsekavanje gozdov na indonezijskih otokih, ne kozmetika. Nihče pa ne omenja popolnega uničenja naravne prsti tam, kot posledice tako visokih donosov, in ne stalnega razširjanja palmovih plantaž na nova in nova ozemlja.

Za pravilno kalkulacijo moramo torej vzeti vrednost letnega energijskega donosa okrog 1,3*106 kWh/km2. Ta podatek nam še vedno ne pove kaj dosti, če ga ne upoštevamo skupaj s celotno svetovno proizvedeno energijo, torej če to delimo z energetskim donosom:

140.000*109 kWh / 1,3*106 kWh/km2, dobimo

108 milijonov kvadratnih kilometrov popolnoma uničene zemlje, na kateri bi pridelovali rastline za bio goriva, ki bi nadomestila današnjo nafto. Celotna Evropa pokriva okrog 10 milijonov km2. Oljne rastline bi torej morale rasti na desetkrat večji površini od Evrope. Ali se sploh zavedamo, kaj to pomeni? Kaj to pomeni tudi za površine, na katerih pridelujemo hrano in na katerih naj bi pridelovali zdravo hrano? Ali to površino sploh lahko primerjamo s 150.000 km2 za solarne kolektorje, ali z le navideznimi 400.000 do 1.000.000 km2 za enakomerno razporeditev vetrnih elektrarn?

Drugače: Na Zemlji je vsega kopnega 149 milijonov km2... Od tega za kmetijske površine, tako za poljedelstvo (15 milijonov) kot tudi mnogo več za živinorejo (35 milijonov) že uporabljamo skupaj 50 milijonov km2 (4.3.24). Torej bi za bio goriva, ki bi dala vso današnjo človeku potrebno energijo, porabili več kot dve tretjini vsega kopnega na Zemlji, eno tretjino pa za pridelavo hrane... No ja, se bomo pa vsi naučili plavat...

Brez dvoma lahko trdimo, da je proizvodnja bio goriv ena največjih stranpoti v zgodovini človeštva, ki vodi proti uničevanju narave. Ta površina pa se bo še povečala, če upoštevamo, koliko energije (samih bio goriv) bo potrebno vložiti v kmetijsko proizvodnjo bio goriv (strojno oranje, sajenje, žetev, predelava...). Dodatno povečanje uničene narave se bo posledično zgodilo zaradi vpliva umetne pridelave na sosednje, še naravne površine. Pomanjkanje pridelovalnih površin za hrano bo povzročilo še dodatne zahteve po večjih donosih hrane v obliki večjih količin ali še učinkovitejših strupov in umetnih gnojil.

Lesna biomasa

Ker smo v tem delu knjige lesno biomaso kot mogoč, oziroma vprašljivi alternativni vir energije že obravnavali, poglejmo za primerjavo, kaj nas čaka, če bi vso svetovno energijo pridobivali iz gozdov. Že iz prejšnjih izračunov sledi, da nam 1 km2 gozda s povprečno lesno maso 250 m3/ha da okrog 40*106 kWh energije. Za vso enoletno svetovno potrošnjo 140*1012 kWh bi torej potrebovali popolni posek na 3,5*106 km2 gozda.

To pomeni skoraj polovico površine, ki bi jo sicer za proizvodnjo te energije zahtevala akumulacijska jezera hidroelektrarn. Vendar – to površino bi morali posekati vsako leto. Če upoštevamo še, da je v posek gozda in v pripravo lesa potrebno vložiti vsaj še 50% energije, ki jo sicer pridobimo, ta površina posekanega gozda narase na več kot 5 milijonov km2, oziroma polovico Evrope vsako leto.

Poglejmo še drugače, malo bolj realno. Če bi sekali ves naravni prirastek, to je 6% vse lesne mase v gozdu, bi dobili 2,4*106 kWh energije iz vsakega kvadratnega kilometra. To pomeni še ob upoštevanju energijskega vložka takšno sekanje na okrog 90 milijonih km2. Če upoštevamo, da z odstranjevanjem vsega naravnega prirastka ne vračamo v prst nobenih hranilnih snovi, ampak samo črpamo iz nje, bi v eni sami generaciji rasti drevja (40 do 50 letih) gozdno prst popolnoma osiromašili in tako uničili naravo na površini, ki je devet krat večja od Evrope.

Lepo, kajne... Enako kot zgoraj...

Lahko upoštevamo vzdržno sekanje z odvzemom polovičnega naravnega prirastka iz gozda. Pri tem potrebna površina gozda za vso svetovno energijo naraste na 180 milijonov km2. Toliko kopne površine pa na Zemlji sploh nimamo.

Geotermalna energija

Iz Zemlje se neprestano sprošča moč (oziroma Zemlja seva) 44,2*1012 W (44,2 TW), kar pomeni 44,2*109 kWh energije v vsaki uri, oziroma 1061*109 kWh na dan. Če to delimo s površino Zemlje 514*106 km2, dobimo energijski pretok, oziroma moč Zemljinega toplotnega sevanja 86 kW/km2 = 86 mW/m2, kar je izredno malo energije. Tu govorimo o povprečni vrednosti, kot bi bila celotna Zemljina skorja enako propustna za toploto. Če bi poskušali črpati geotermalno energijo na tak način iz vodonosnika s površino 1 km2, bi lahko stalno črpali iz njega le moč 86 kW. Le pri tem odvzemu toplote bi vodonosnik uspel dobivati iz notranjosti dovolj toplote, da bi vzdrževal svojo temperaturo.

Vendar – geotermalne elektrarne delujejo z mnogo večjimi močmi in verjetno ne črpajo toplote iz nekaj tisoč km2 velikih področij. Tako geotermalno področje Geysers v Kaliforniji meri okrog 78 km2. Z več kot 20 elektrarnami dobivajo ZDA približno polovico svoje geotermalne energije – 1.500 MW moči. Če se pri tej moči črpanja lahko geotermalni vodonosniki še obnavljajo po naravni poti, mora torej iz notranjosti prihajati do njih toplota z vsaj takšno močjo:

1,5*106kW / 78km2 = 19*103kW/km2 = 19W/m2

Toda pri pretvorbi v elektriko še nismo upoštevali slabega (v poglavju 4.1 omenjenega) 15 odstotnega izkoristka toplotne energije iz geotermalnega fluida (B.1, B.2). To pomeni, da bi moral biti toplotni pretok iz notranjosti Zemlje veliko večji – 127*103 kW/km2 = 127 W/m2, če dejansko lahko pridobivamo toliko elektrike. Torej mora biti moč toplotnega pretoka na tem področju približno 1.500 krat večja, kot je povprečna sevalna moč celotne Zemlje. To je toliko, kot bi na vsak m2 geotermalnega področja svetila ena močna žarnica. V primerjavi s 1.000 W/m2 sončnega sevanja, ki ga imamo na razpolago za zajem s solarnimi napravami, pa je to še vedno malo energije.

Koliko področij z visokim pretokom energije potrebujemo?

Iz teh podatkov lahko takoj špekulativno izračunamo letni izkoristek geotermalne energije glede na uporabljeno površino. Predpostavljali bomo, da je toplotni pretok iz notranjosti Zemlje tudi na drugih geotermalnih področjih podoben in da bi tudi drugod pridobivali podobne količine energije na površino zemlje, kot na področju Geysers. Geotermalna energija se ne obnavlja v dnevno/nočnih, niti v mesečnih ali letnih ciklih. Ta moč je stalno na razpolago in pomeni na leto na vsakem km2 pridobljenih 1,68*108 kWh energije.

1,5*106kW => 1,5*106kWh/uro/78km2 => 13140*106kWh/leto/78km2 =>

168*106kWh/leto/km2

Za vso človekovo energijo bi torej potrebovali površino:

140*1012 kWh / 1,68*108 kWh/km2 = 830.000 km2.

To površino in globalno atmosfero bi obremenili z izpusti v vodi netopnih toplogrednih plinov in trdnimi odpadki ter zelo verjetno spreminjali njeno obliko s posedanjem in potresi. Vendar vse ne bi zasedali s produkcijskimi napravami. Učinkovitost izrabe površinskega prostora in narave je torej nekje podobna kot pri vetrnih elektrarnah, vendar je zastrupljanje okolja bistveno večje. Če je moč posamezne geotermalne elektrarne od 50 do 100 MW (75 MW povprečno), bi za vso energijo iz geotermalnih virov potrebovali 210.000 elektrarn, ki bi bile po geotermalnih področjih posejane na vsake 4 km2, oziroma povprečno v mreži 2 x 2 km...

140*1012 kWh/leto => 16*109 kWh/uro

=> moč proizvodnje človekove energije = 16*109 kW

=>16*109 kW / 75*103kW = 210.000

Energija iz morja

Oceani nam nudijo energijo na več na načinov. Šele v načrtih in pri eksperimentalnih napravah obstajajo vodne pretočne turbine, podobne naprave na stebrih kot vetrne elektrarne, ki bi izkoriščale močne in stalne podvodne tokove (4.3.25). Visoka gostota vode in večja enakomernost morskih tokov omogoča manjše in kompaktnejše turbine. Problem pri teh je zahtevna podvodna gradnja in vzdrževanje ter morebitna nevarnost za večje morske živali.

Izkoriščanje energije valov je prav tako šele pri poskusnih napravah. Veliki valovi poženejo vodo po debelih ceveh skozi višje ležeče turbine. Ko se val umakne, voda steče prav tako skozi turbino nazaj v morje. Poskušajo tudi s posebnimi, na gladini plavajočimi "kačami", ki jih valovi prepogibajo in tako poganjajo generatorje znotraj (4.3.33). Te naprave so danes dolge okrog 200 m in vsaka ima maksimalno moč 750 kW, oziroma pri povprečnem valovanju letno proizvodnjo 2.200*106 kWh.

Že zgrajene in delujoče so elektrarne, ki izkoriščajo bibavico. Pri tem uporabijo kot bazen zajezeni del obalnega področja, ponavadi zaliv ali pritok reke v morje. Plima poganja vodo skozi turbine v jezu v bazen, pri oseki pa se voda vrača skozi turbine v odprto morje (4.3.25). Resnično dalj časa delujoča večja elektrarna je La Rance v Franciji z močjo 250 MW in letno proizvedenimi 600 GWh elektrike pri površini jezera znotraj jezu 22,5 km2. Jez preko ustja reke je dolg skoraj kilometer, bibavica pa doseže razliko do 8 metrov (4.3.26).

Podobno kot smo naredili za hidroelektrarne, lahko iz teh podatkov izračunamo letno učinkovitost elektrarne La Rance okrog 27 kWh na m2 površine bazena, kar je nekje v povprečju hidroelektrarn in še vedno 10 krat manj od sončnih celic. V Kanadi deluje podobna eksperimentalna elektrarna v zalivu Annapolis z močjo 20 MW in dosega učinkovitost 6 kWh/m2 (4.3.27). V Južni Koreji načrtujejo tri velike elektrarne s prav tako precej nižjo učinkovitostjo od francoske, poleg tega pa bi z bazeni velikosti do 160 km2 uničili velike naravne sisteme, ki so pod mednarodnim varstvom (4.3.28) – (4.3.32). Spet tudi te vrste elektrarn pokažejo izrazito neučinkovitost v razmerju proizvodnja / površina v primerjavi s solarnimi elektrarnami.

Če gremo spet na preračun vse svetovne energije, ki bi jo dobili iz takšnih elektrarn, bi potrebovali okrog 7 do 10 milijonov km2 za zajezene bazene ob morski obali. Te površine ne moremo razprostreti poljubno v notranjost kopnega. Če v povprečju uspemo z 10 km v notranjost segajočimi bazeni, bi znašala dolžina za to potrebne obale 1 milijon km. Obseg Zemlje je 40.000 km. Ali imamo sploh toliko obale na Zemlji, posebej še tiste primerne z zadosti visoko bibavico vsaj 5 do 7 metrov?

Na prvi pogled obstaja mogoče ena prednost pred hidroelektrarnami na rekah. Pri teh z zajezitvijo uničimo vso naravo na še večji površini od akumulacijskega jezera. Pri bibavici uporabimo že "potopljene" zalive. Vendar kljub temu opažajo zelo velik vpliv na naravne sisteme:

• V teh bazenih se izrazito zmanjša bibavica. Razlika med plimo in oseko ostaja zunaj jezu, gladina bazena pa se spreminja bistveno manj. Nivo vode se stabilizira na višini turbin v jezu. To vpliva in uničuje dnevne prehranjevalne in mesečne razmnoževalne cikle mnogih življenjskih vrst na obali, ki so se prej prilagodile na velike spremembe morske gladine.

• Pretočnost bazena je manjša. Nabirajo se usedline in toksične snovi. Povečuje se tudi onesnaževanje okolice.

• Obstaja velika smrtnost rib skozi turbine, posebej tistih, ki se dnevno gibljejo pri iskanju hrane iz plitvejših v globlje vode ter nazaj, in pri širokem jezu ne najdejo posebej narejenih poti skozi jez. Turbulence vode jih veliko tudi enostavno posrkajo skozi turbine. Izrazito se zmanjša gospodarska dejavnost ribolova.

Vemo, da dnevno dvigovanje in upadanje gladine morja povzroča privlačnost velikih mas v našem sončnem sistemu, Lune ki je bližje in Sonca ki je mnogo večje. Celotna masa vode v oceanih se približno v enem dnevu dvakrat "rahlo" zaziblje sem ter tja. Kjer ima voda prosto pot, se razliva naprej in dvig gladine je minimalen. Ob obalah naleti voda na oviro in dvig se normalno poveča do kakšnega metra. Visoka plima nastane v predelih, ko se vodna masa ujame v pasti, kot so ozki zalivi ali dodaten dvig morskega dna. Pojav je v bistvu podoben kot pri cunamijih, le da je počasnejši, ker gre za nihanje veliko večje vodne mase. Velika počasi premikajoča se vodna masa oceana zadaj potiska vodo, ki je najbližje obali, v te pasti, kjer se ne more razliti in se lahko samo dvigne. Če več teh geografskih faktorjev pride skupaj, nastane razlika med plimo in oseko tudi do 15 metrov. Svoje k dvigu gladine prispevajo tudi reke, kajti plima preprečuje odtekanje njihove vode v morje.

Če so v takšnih primerih obalna področja nižinska in ravna, če so jih ustvarile reke s svojimi izlivi, so zaradi plimovanja nastale specifične močvirske pokrajine z zelo bogatim življenjem. Z odtekajočo vodo se ujamejo v pasti številne morske živali in postanejo lahek plen za ptice in druge suhozemske živali. Obratno tudi hitro naraščajoča voda ujame mnoge suhozemske živali v prehranske menije morskih lačnih obiskovalcev. V teh predelih se srečujeta življenji z morja in s kopnega, se dopolnjujeta in ostajata zelo odvisni drug od drugega.

Višina bibavice se prav tako spreminja v obdobjih enega meseca, ko Luna enkrat zaokroži okrog Zemlje, in celo v določenih obdobjih leta obstajajo ekstremne situacije, ki so odvisne od položaja Sonca in od količine pritoka rek v morje. Te cikle visoke in nizke vode vsi organizmi v teh področjih izkoriščajo za svoje razmnoževalne potrebe.

In zdaj pride človek in zajezi takšno obalno področje zaradi svojih potreb po energiji ter z bolj ali manj enakomerno visokim jezerom umiri to razburkano življenje. Živali ne ostajajo več v pasteh in hrana za druge vrste izgine. Druge spet ne najdejo več svojih priljubljenih mest za valitev jajc. Živa bitja so pridobivala svoje navade, instinkte in gene skozi dolge milijone let. Kako naj zdaj naenkrat najdejo drugo hrano, preselijo svoja gnezda ali prezimovališča, ali se naučijo živeti brez samo za človeka nekoristnega blata? Propad ene žive vrste v takšnem naravnem sistemu podere celotno prehranjevalno verigo in posledice je lahko čutiti celo tisoče kilometrov stran, če samo pomislimo na ptice selivke, ki se ustavljajo v takšnih krajih.

Ne, ne bomo samo opazili velikega vpliva elektrarne na naravni sistem takšnega mokrišča. Ta naravni sistem bomo popolnoma uničili in dolgo časa bo trajalo, da se bo v in okrog takšnega poplavljenega predela spet vzpostavilo kakšno drugo življenjsko ravnovesje. K sreči je teh elektrarn na svetu šele nekaj in nujno je preprečiti nastajanje drugih, že načrtovanih.

Če smo že omenili energijo iz valov in prepogibajoče se kače - pretvornike (WEC = Wave Energy Convertor), bi po podatkih proizvajalca na 1 km2 površine morja lahko namestili 40 pretvornikov (globina 3 vrste), kar da elektrarno z maksimalno močjo 30 MW in letno proizvodnjo okrog 87*106 kWh energije (4.3.34). Letna učinkovitost je torej 87 kWh/m2, kar je nekje med sončnimi celicami in hidroelektrarnami oziroma bibavico. Vir je verjetno relativno čist, če odmislimo verjetno puščanje raznih maziv na pregibih. Polja pretvornikov ne morejo biti preširoka, ker po nekaj vrstah moč valov že preveč oslabi. Maksimalno bi bila mogoča okrog 5 vrst, oziroma 1 km široka polja.

Vsa svetovna energija bi zahtevala celotno površino polj WEC pretvornikov:

140*1012 kWh / 87*106 kWh/km2 = 1,6 milijona km2.

Polja pretvornikov bi morala biti zaradi omejene širine razporejena po dolžini ali umaknjena na odprto morje. Skupna dolžina vseh polj bi spet morala biti več kot 1 milijon kilometrov, kar bi gotovo povzročalo težave pri prehodih plovil, tudi podmornic ali velikih živali zaradi številnih privezov in kablov do morskega dna. Vprašanje je, kako se bodo pretvorniki v poljih obnašali, če smer valov ne bo več predvidena, ali če bo morje v viharjih pokazalo vso svojo moč? Vsekakor pa so stvari obetavnejše kot pri bibavici. Počakajmo, kako bo potekal razvoj pri podvodnih turbinah. Toda ali imamo še čas?

OBNOVLJIVOST VIROV ENERGIJE

Razdelitev virov energije po nosilcih energije

Če pogledamo vse obravnavane ali samo omenjene vire energije še z vidika samega izvornega nosilca energije, vidimo, da jih lahko razdelimo v naslednje skupine:

1. Pri vseh fosilnih gorivih, bio masi, bio gorivih in jedrski energiji pridobivamo energijo z uničenjem ali spremembo nekega materiala. Pred tem moramo ta material pripraviti – vzeti iz narave, izločiti iz naravne mešanice z drugimi materiali, obogatiti, kar ponavadi zahteva velike vložke že prej pridobljene energije. Uporaba energije iz te skupine najbolj obremenjuje naravo z odvzemanjem snovi iz nje, z odlaganjem in izpusti odpadnih snovi v naravo in ozračje in predvsem z velikimi površinami, kjer se to pridobivanje dogaja na račun velikega uničenja življenja na teh površinah. Jedrska energija nekoliko odstopa od tega vidika, vendar so njene posledice predvsem v veliki nevarnosti za vse življenje na velikih površinah, kadar pride do okvar in nesreč v jedrskih elektrarnah.

2. Solarne tehnologije (zrcalne elektrarne, sončne celice, toplotni kolektorji) zajemajo energijo direktno iz svetlobnega in toplotnega sončnega elektromagnetnega valovanja, torej iz druge oblike čiste energije. Ta skupina je najčistejša za naravo, problem pa so velike površine solarnih sprejemnikov, ki prekrijejo naravno površino, in z odvzemom sončne svetlobe in toplote spremenijo življenjske pogoje na teh območjih. Vendar je njihova uporaba primerna za suha, vroča in puščavska področja, kjer ni veliko življenja, oziroma direktno za človekove stanovanjske in gospodarske objekte. Poleg tega so površine, potrebne za te vrste energijskih sprejemnikov, najmanjše od vseh energijskih izvorov. Odvzem toplote bi lahko celo zmanjšal izhlapevanje vode in izboljšal življenjske pogoje nekaterim živim vrstam v suhih področjih.

3. Pri hidroelektrarnah, vetrnih elektrarnah, energiji iz morskih valov, tokov in bibavice odvzemamo mehansko energijo velikim količinam naravnih snovi, ki se gibljejo, vendar pri tem samih snovi ne spreminjamo in jim po odvzemu dela energije pustimo, da nadaljujejo svojo pot. Energije vetra, valov in tokov ni mogoče ohranjati in smo pri tem zelo odvisni od narave in vremena. Ta energija je zelo razpršena in potrebujemo pretvornike, ki obvladujejo velike površine, so pa sicer najmanj obremenjujoči za naravo. Hidroelektrarne skušajo z umetnimi akumulacijskimi jezeri uskladiščiti potencialno energijo tekočih vod za enakomernejše obratovanje elektrarne preko celega leta. Ta jezera uničijo velike površine narave in spreminjajo lokalno klimo. Problem gnitja odpadkov v jezerih in nastajanja toplogrednih plinov je verjetno pereč le z lokalnega vidika. Brez jezer bi vse te odpadne snovi, ki jih prinese reka, zgnile kasneje po naravni poti in prav tako proizvedle isto količino CO2. Podobno velike površine bogatega življenja ob oceanih bi uničili z načrtovanimi elektrarnami na bibavico.

4. Posebno poglavje predstavlja geotermalna energija. Pri tem geotermalne vode (boljše tekočine, ki je v skoraj vseh primerih zelo toksična in agresivna) z odvzemom toplote bistveno ne spreminjamo, saj jo moramo v vseh modernih sistemih črpati nazaj, da nekako poskušamo vzdrževati pritiske v notranjosti in da z izpusti preveč ne zastrupljamo okolja na površini. V EGS sistemih je "geotermalna voda" celo tuj in dodan element v podzemlju. Kljub temu se tekočina spreminja z izločanjem v njej raztopljenih plinov, kot so ogljikov dioksid, vodikov sulfid, metan, radon... Toda bistveno pri tem je, da spreminjamo očem nevidne podzemne strukture in materiale, tako z mešanjem različnih tekočin, injeciranjem vode in povečevanjem notranjih pritiskov, kompenzacijo izločenih plinov in spreminjanjem temperatur, pritiskov in kemične sestave stikov med skladi, kar ima lahko dolgoročne posledice z zastrupljanjem podtalnice in izzivanjem stalnih potresov, ki se v podzemlju akumulirajo, počasi prenašajo pritiske naprej in povzročajo večje, in le na videz nepovezane seizmične dogodke.

Obnovljivost podobnih virov energije

Poglejmo še na enem mestu skupaj, v kakšnih obdobjih se viri energije, ki smo jih razdelili po zgornjih skupinah, obnavljajo:

1. Fosilna in nuklearna goriva niso obnovljiva. Nekateri smatrajo, da se to lahko zgodi tako, kot so nastala, to je v času geoloških period. Vendar moramo upoštevati, da danes na Zemlji ne več tako burnega geološkega dogajanja, tako hitrega nastajanja novih gorstev, potapljanja nižin v morja, velikih potresov in vulkanskih izbruhov ter tako prekrivanja velikih količin organskih snovi (gozda) z zemeljskimi skladi ali vodo. Tudi gozdnega bogastva in morskega življenja je bistveno manj kot v pradavnini, tako da je malo verjetno, da bi se ob človekovem mnogo hitrejšem črpanju fosilnih goriv le-ta lahko obnovila. Če se bodo, se bodo ko človeka ne bo več – takrat pa bo to za človeka tako ali tako nepomembno. Bio energija je obnovljiva v času rasti energetskih rastlin, poljščin v enem letu in lesne mase v približno 40 letih. Upoštevati pa moramo, da z intenzivnim gojenjem energetskih rastlin uničujemo prst in se tako hitro približujemo zelo dolgemu času obnavljanja prsti, ki bo (spet) omogočila ekološko uporabo polj. No, če bomo še naprej vztrajali pri današnji umetni pridelavi, seveda veljajo zgornji časi, ampak kako dolgo (bo človek potem sploh še na Zemlji)?

2. Sončna energija je obnovljiva dnevno, odvisno nekoliko od vremena, ki lahko povzroči tudi tedenske periode z manjšim izplenom. V zimskem obdobju ni na voljo bistveno manj sončne energije, kajti konstrukcija sprejemnikov se lahko prilagaja vpadnemu kotu sončnih žarkov. Pod velikimi vpadnimi koti pozimi se nekoliko poveča odboj sončnega valovanja od (različnih plasti) atmosfere, vendar to za vroča področja v bližini ekvatorja, ki so najbolj primerna za globalne solarne sisteme, ni tako pomembno.

3. Hidroelektrarne imajo letni cikel obnovljivosti. Reke v letnem času z obilnejšimi padavinami napolnijo akumulacijska jezera in zagotovijo dovolj vode za enakomerno delovanje elektrarne preko preostalega, bolj sušnega obdobja leta. Obnovljivost moramo opazovati tudi s stališča predvidenega časa uporabe elektrarne (50 do 100 let), ki ga omejuje popuščanje trdnosti v jez vgrajenih materialov in nabiranje mulja v jezeru, ki zmanjšuje njegovo prostornino in tako kapaciteto enakomernega obratovanja elektrarne. Izkoriščanje bibavice morja dosega maksimume in minimume v periodi enega meseca. Valovi in veter so odvisni od vremena, vendar na odprtih prostorih, posebej na obalah obstaja sezonska stalnost, ki je odvisna od različno hitrega spreminjanja temperature zraka (dvigovanja zraka) nad vročim ali mrzlim kopnim in bolj stabilnim morjem. Spreminjanje vetrov ima zato lahko tudi dnevno – nočni značaj. Pri stalnem vetru nastajajo tudi stalni valovi, tako da bi bili lahko tudi ti dve vrsti pretvornikov nameščeni na istih področjih. Morski tokovi so najbolj stalen in nespremenljiv vir energije in lahko rečemo, da so obnovljivi v vsakem trenutku...

Obnovljivost geotermalne energije zasluži nekoliko več pozornosti

Geotermalna energija ni obnovljivi vir energije. Energetski vir, sprejemljiv za prihodnost človeštva, je vir, ki ne onesnažuje okolja in ki je popolnoma naravno obnovljiv v času enega leta. Danes vsi, ki propagirajo geotermalno energijo, opravičujejo to s skoraj neskončnimi zalogami toplote v Zemljini notranjosti, ki je ocenjena na 1031 J, oziroma 3*1024 kWh (4.3.36).

Koliko časa bo toplota iz notranjost Zemlje na razpolago?

Iz notranjosti Zemlje se sprošča toplotna moč 44,2 TW. To da na leto 387*1012 kWh energije. Če bi toplota prihajala iz Zemlje vedno in povsod enakomerno, bi to teoretično trajalo

3*1024kWh / 387*1012kWh/leto = 7,8*109 let,

torej približno 8 milijard let – dvakrat toliko kot je Zemlja sama stara. Ker pa se vsak naravni pojav pojemanja ali praznjenja obnaša eksponentno, bo Zemlja vso svojo energijo izsevala še precej kasneje (ob enaki energiji, ki jo dobiva od Sonca). Iz celotne energijske bilance Zemlje in razmerij med vsemi vrstami energij (Dodatek E) izhaja, da bi ob izkoriščanju geotermalne energije za vse današnje človekove energetske potrebe Zemljo ohlajevali približno 3,5 krat hitreje, kot se ohlaja sama. Še vedno bi trajalo več 2 milijardi let, da bi teoretično izčrpali vso njeno toplotno energijo. Iz tega stališča je pojem "vzdržna raba" (sustainable exploiting) geotermalne energije navidezno upravičen. Toda problemi so drugi.

Zgoraj smo glede na proizvodnjo geotermalnega področja Geysers v Kaliforniji izračunali, koliko površine takšnih področij (830.000 km2) bi potrebovali za proizvodnjo vse človekove energije. Predpostavka je bila, da je energijski pretok skozi zemeljsko skorjo vsaj tako velik, kolikor energije proizvajajo tamkajšnje elektrarne.

Kljub povečani povprečni moči sevanja Zemlje na geotermalnih področjih nam vrtine same dajejo to moč še bolj skoncentrirano. Še enkrat se spomnimo, da smo to moč sevanja izračunali na podlagi izkoriščanja geotermalne energije, vendar še vedno ne vemo, ali nam Zemlja na teh področjih resnično nudi neprestan dotok takšne količine toplote, ali pa so samo zaloge te toplote v obstoječih vodonosnikih ali trdni kamnini tako velike, da nam omogočajo navidezno neomejeno črpanje s takšno močjo?

V bistvu je mogoče, da se pretok energije poveča, ko toplotni rezervoar začnemo izkoriščati. Če obstaja iz notranjosti blizu rezervoarja močan vir energije (geološki prelom, magma) in je energijski pretok omejen s skalnimi skladi, ležečimi nad rezervoarjem, z vrtino premostimo toplotni upor zgornje kamnine. Ko se temperatura v rezervoarju nekoliko zniža, nastane večja temperaturna razlika med virom energije in rezervoarjem. Pretok energije do rezervoarja se poveča in izčrpano energijo nadomesti nova.

Istočasno z izkoriščanjem toplote se podzemni rezervoar ohlaja. Temperaturna razlika med virom energije in rezervoarjem se povečuje. Če se to dogaja, obstajajo med njima debelejši skalni skladi brez nepravilnosti in z večjim toplotnim uporom. Pretok energije iz izvora se prav tako poveča, vendar pa je bistveno bolj omejen z večjim toplotnim uporom spodnje kamnine. Pri velikem črpanju se energija sicer deloma nadomešča, vendar ne v celoti, in rezervoar se ohlaja. Pri precej nižji temperaturi od začetne lahko pride do ravnovesja, ko zaradi nižje temperature črpamo manj energije, hkrati pa se dotok energije poveča do vrednosti izčrpane.

Koliko področij z visokim pretokom energije bi na Zemlji sploh lahko obstajalo?

Če imamo na površini področja Geysers (78 km2) pretok toplote 127*103 kW/km2, če upoštevamo celotno sevalno moč Zemlje 44,2*109 kW in če v primerjavi s sevanjem na geotermalnih področjih zanemarimo sevanje na drugih površinah Zemlje, lahko izračunamo, na kolikšni površini Zemlje bi sploh lahko imeli takšna "vroča" področja, ki bi sevala s takšno močjo:

44,2*109kW / 127*103kW/km2 = 350.000 km2

Samo? Zgoraj smo izračunali, da bi za vso človekovo energijo, ki bi jo pridobivali iz geotermalne, potrebovali 830.000 km2 področij s sevanjem 127*103 kW/km2. Torej te površine sploh nimamo na razpolago.

Kaj na Zemlji realno obstaja?

Poskušajmo zdaj najti velikost dejanske površine na Zemlji, ki je najbolj vulkansko, potresno in geotermalno aktivna, na primer tako imenovanega Pacifiškega ognjenega obroča (Pacific Ring of Fire) – področij okrog prelomnic, ki obkrožajo Pacifiški ocean oziroma pacifiško tektonsko ploščo. Iz slike na spletni strani (4.3.41) lahko razberemo, da so potresna in vulkanska območja okrog pacifiških prelomnic precej široka, in če jih primerjamo s površino Pacifika, lahko mirno ocenimo, da zavzemajo najmanj 10 % površine oceana, ki meri sam 169 milijonov km2. Sklepanje je enostavno – če bi samo na tej površini Zemlja sevala izračunanih 127 kW/km2, bi bila ta skupna energija mnogo večja od dejanske energije, ki jo Zemlja seva. Možnost je seveda, da je dejansko toplotno učinkovita površina znotraj Ognjenega obroča manjša. Tudi če vzamemo, da je znotraj Ognjenega obroča le 10 % površine take, skozi katero prihaja zadosti velik toplotni pretok, znaša le-ta še vedno 1,7 milijona km2, poleg tega pa bi morali prišteti še potresna območja na drugi polovici sveta, vzemimo skupaj 2 milijona km2.

Torej, površina dejanskih potencialnih geotermalnih področij je veliko večja od površine 350.000 km2, ki smo jo izračunali iz celotne moči Zemljinega sevanja. To pomeni, da je dejanski toplotni pretok na teh geotermalnih področjih manjši, in da v izkoriščanih geotermalnih področjih črpamo več energije, kot pa jo je Zemlja sposobna nadomeščati iz svoje vroče notranjosti. Črpamo torej v zgodovini Zemlje v njeni skorji ustvarjene toplotne rezervoarje, ki pa se po izčrpanju ne bodo mogli obnoviti v enakem času, kot pa smo jih izčrpali.

Kaj se z geotermalnimi rezervoarji res dogaja?

Obstaja precej virov, ki poročajo, da se kapaciteta geotermalnih vrtin zmanjšuje, na primer (4.3.36) do (4.3.40). Z izkoriščanjem padajo tako pritiski kot tudi temperature geotermalnih fluidov. To se dogaja zaradi dveh mehanizmov:

V preteklosti, ko geotermalne vode še niso črpali nazaj, se je zaloga vodonosnika izrabila in "medij", ki je prenašal toploto iz notranjosti Zemlje, je izginil.

Pri črpanju fluida nazaj v vodonosnike to počnejo z injekcijskimi vrtinami, ki so oddaljene od produkcijske vrtine (in od mesta vodonosnika z velikim pritiskom). Če bi hoteli, da injecirana voda prodre v vodonosnik z velikim pritiskom, bi jo morali injecirati s še večjim pritiskom. Pri tem pa bi se razširjala še v vse druge smeri in morali bi injecirati še večje količine vode, kot pa smo je vroče izčrpali. Geotermalni fluid v bistvu ne more pritekati v vodonosnik in v njem se zaradi črpanja, ne glede na injeciranje, zmanjšuje količina geotermalne vode in s tem pritisk. S padanjem pritiska nekaj nazaj injeciranega fluida lahko že prodre v vodonosnik in ohlaja vodo v njem. Pritok toplote iz notranjosti spet segreva geotermalno vodo, povečuje pritisk in spet je dotok injecirane tekočine zaustavljen. Padanje kapacitete vodonosnika se tako nadaljuje, dokler ne doseže stanja, ko višji pritisk v injekcijskih vrtinah vzdržuje enakomerno kroženje fluida. Pri tem pa pade ekonomičnost izkoriščanja in moramo spet zmanjšati injeciranje… Ta mehanizem deluje tudi, če črpamo manj energije, kot pa jo sicer lahko zagotavlja Zemlja. V bistvu z injeciranjem dosežemo le skrivanje strupenega fluida nekam, od koder se lahko le delno vrne v vodonosnik, ne razmišljamo pa, kako s tem spreminjamo druge okoliške podzemne strukture. Povečan pritisk iz injekcijskih vrtin v okolici produkcijske vrtine lahko tudi pomaga preko skalnega pokrova nad rezervoarjem preprečevati posedanje tal, ki pa se na vseh izkoriščanih geotermalnih področjih še vedno dogaja.

Če pa črpamo več, pa bi celo v primeru, da ves injeciran fluid pride nazaj v vodonosnik (EGS sistemi), povzročili ohlajevanje toplotnega rezervoarja. Računalniške simulacije toplotnega osiromašenja področja okrog vrtine so pokazale,da izkoriščanje z visoko cirkulacijo geotermalnega fluida povzroči povsem neuporabno vrtino v približno 20 letih (4.3.40). Zanimivo pa je, da tudi samo četrtinska cirkulacija povzroči znatno zmanjšanje toplotne kapacitete že v 30 letih. To pomeni, da se pri EGS sistemih, kjer toploto pridobivamo s kroženjem fluida skozi fraktirano (razbito) vročo trdno skalo, toplota zelo počasi vrača skozi kompaktno kamnino v okolico vrtine. Toplota, ki je bila prisotna v skali pred izkoriščanjem, se je akumulirala dolgo časa. Ohlajevanje te kamnine proti površini Zemlje je zaradi majhne toplotne prevodnosti kamnine počasno – torej iz vroče kamnine proti površju prihaja malo toplote in samo toliko spet iz notranjosti v kamnino da se vzdržuje stabilno temperaturo. Kljub veliki zalogi toplote v kamnini, je pretok skoznjo majhen. Če vroča skala nima geoloških nepravilnosti, skozi katere toplota potuje s pomočjo prisotne lave in hitreje nadomešča izčrpano, pride do toplotnega osiromašenja vrtine. Potrebne so nove in nove vrtine za nadaljevanje proizvodnje geotermalne energije. Računalniške simulacije tudi pokažejo, da se območje toplotnega rezervoarja okrog vrtine po izčrpanju obnovi v približno tolikšnem času, kot smo vrtino izkoriščali (20 do 30 let). Značilen tako za padec kapacitete, kot za regeneracijo je eksponenten potek temperature fluida z zelo hitro in veliko spremembo na začetku.

Če se bodo toplotni rezervoarji z odvzemanjem energije izčrpali in če se bodo v nekem času brez izkoriščanja spet napolnili s toploto, nas seveda zanima, v kolikšnem času se bo to zgodilo. Pri izčrpanih vodonosnikih moramo počakati. Voda se mora vrniti v porozno skalo in se ogreti. Ohlajena skala pa se mora prav tako spet ogreti. Elektrarne, ki smo jih zgradili nad temi rezervoarji, ne bodo obratovale; vrtine bodo prazne. Koliko časa bomo morali vzdrževati te naprave, ne da bi imeli od njih kakšno korist? Kaj pomeni za nekaj 10 let stare naprave (kot kažejo simulacije obnavljanja) ponoven zagon s prejšnjimi obremenitvami? Ali pa bo bolj ekonomično naprave razgraditi in jih prestaviti drugam?

Bistveni rezultati izračuna obnavljanja toplotne energije v izčrpanem EGS rezervoarju v trdni skali, ki je narejen v Dodatku F, so naslednji:

• Če izkoriščamo vročo trdno skalo, ki je v preteklosti počasi akumulirala toploto in nima bližine močnega energetskega vira, se po izčrpanju rezervoarja okrog vrtine regenerira zelo počasi zaradi majhnih pretokov toplote skozi velike toplotne upore skalnih skladov okrog izčrpanega področja. Temperatura skale se ne bo vrnila na začetno tudi več tisoč ali celo več milijonov let! Takšen rezervoar je na začetku zaradi veliko akumulirane toplote zanimiv. Toda za človeštvo je popolnoma neobnovljiv.

• Obnavljanje rezervoarjev, ki ležijo blizu močnih energetskih virov že raztaljenega Zemljinega plašča, je smiselno, če jih ne izčrpamo preveč. Ne bi smeli preveč znižati temperature in ne odvzeti toplote iz prevelikega volumna skale. Še v takšnem primeru bo obnavljanje na prvotno temperaturo trajalo nekaj 10 let.

Iz vsega do sedaj povedanega o geotermalni energiji v Poglavjih 1.3, 4.1, 4.3 in v Dodatku F, lahko naredimo zaključek, da je geotermalna energija kljub velikim zalogam v notranjosti Zemlje, ki pa so za direktno črpanje nedostopne, samo zelo omejeno in pogojno obnovljiva - samo če bi jo izkoriščali z manjšimi odvzemi toplote, kot pa jo lahko sproti priteka v toplotni rezervoar ali vodonosnik iz Zemljine notranjosti. Pogoj za obnovljivost je, da rezervoar leži v bližini spodnjega roba skorje ali ob geološki nepravilnosti, ki omogoči pritok raztaljenih snovi više v skorjo. Neomejena toplota iz notranjosti Zemlje je na razpolago le v teh točkah in površina blizu ustreznih geoloških prelomnic je bistveno manjša od na primer prikazane površine Pacifiškega ognjenega obroča.

Toplotne rezervoarje nujno potrebujemo kot vmesne člene med zelo vročo Zemljino notranjostjo in človekovo tehnologijo in materiali, ki ne prenesejo tako visokih temperatur in se v tistem okolju ali blizu prav tako raztalijo. Tako nujno pride do neke omejitve pretoka energije do človekovih naprav za zajem te toplote in s tem do problemov prevelikega črpanja in posledičnega nujnega obnavljanja.

Koliko geotermalne energije lahko sploh pridobimo?

V izračunu realnega obnavljanja toplotnega rezervoarja (Dodatek F) se je pokazalo, da se mora toplotni rezervoar nahajati zelo blizu (100 m) velikega vira toplote v obliki magme, da se lahko obnovi s smiselnem času. Izračunali smo toplotni tok obnavljanja 12*103 kW/km2, kar je bistveno manj od zahtevanega 127*103 kW/km2 na področju 850.000 km2 za vso človekovo energijo. Na kopnem je tanke skorje, ki bi nas z danes dosegljivimi 5 km globokimi vrtinami pripeljala v bližino raztaljenih kamnin, malo. Torej lahko računamo le na ozka področja v bližini prelomnic. Verjetno je že 1 km od geološke prelomnice preveč, da bi se rezervoar po izčrpanju obnovil v času, ki bi še opravičeval ohranjanje in vzdrževanje neuporabljene tehnologije na tistem mestu.

Če vzamemo obseg (dolžino) Ognjenega obroča (približno 40.000 km) (4.3.41) in dodamo enako dolžino ostalih geoloških prelomnic ter predpostavimo, da so same prelomnice realno daljše, dobimo v najboljšem primeru dolžino vseh prelomnic na Zemlji okrog 200.000 km. Pa pozabimo zdaj, da jih je mnogo zelo globoko v oceanih. Z upoštevanjem velikosti in oddaljenosti rezervoarja, ki se lahko obnovi v "sprejemljivih" 50 letih, dobimo ob obeh straneh vsake prelomnice skupno površino okrog 200.000 km2, na kateri bi lahko črpali z zmerno in stalno močjo 12*103 kW/km2 brez obnavljanja, ali pa z večjo močjo in dvojnimi rezervoarji (enega izkoriščamo, drugi se obnavlja), kar da na koncu dolgoročno enako količino energije. To pomeni skupno 2,4*109 kW moči, oziroma 21*1012 kWh letno pridobljene energije. Vidimo, da bi z vzdržnim črpanjem vse razpoložljive geotermalne energije lahko pokrili približno 1/7 vse človekove energije. Pri izkoriščanju geotermalne energije niso bistvene ogromne zaloge, temveč ozka grla geoloških prelomnic, po katerih ta energija sploh lahko pride človeku v naročje…

Ops, spet smo naredili napako z neupoštevanjem slabega 15 odstotnega izkoristka pri proizvodnji elektrike. 21*1012 kWh je čista iz Zemlje izčrpana toplotna energija. Za količino 140*1012 kWh vse letne človekove energije v obliki elektrike bi morali načrpati dejansko 933*1012 kWh toplote vsako leto. Torej bi dolgoročno z geotermalno energijo lahko pokrili le 2,3 % vseh današnjih človekovih potreb po energiji. Ali je to ob vseh težavah, ki si jih nakopljemo s tem načinom pridobivanja energije, sploh smiselno?

Obnovljivost v luči posledic pridobivanja in izkoriščanja energije

Obnovljivosti (kateregakoli) energetskega vira pa ne bo smeli gledati le skozi oči same energije – ali je določena količina energije človeku vedno ali občasno na razpolago skozi ta energetski vir. Bistveno je tudi, da se zavedamo obnovljivosti iz posledic, ki jih povzroča bodisi pridobivanje ali pa izkoriščanje energije iz določenega energetskega izvora. Ko bomo fosilna goriva opustili in iz večine virov pridobivali elektriko, ki je s stališča uporabe danes še najčistejša energija, bodo pod drobnogledom ostali le načini pridobivanja. Posledice pridobivanja energije iz nekega vira se lahko pojavijo v učinkih na življenje (zastrupljena narava, porušena ravnovesja med živimi bitji, izumiranje vrst) ali v spremembah geoloških struktur, površine Zemlje, atmosfere in voda. Imajo lahko dejanske ali potencialne, takojšnje ali dolgoročne vplive na življenje narave ali človeka in njegovo pridelovanje hrane. Včasih se te posledice ne morejo popraviti same. Mogoče je tudi, da jih človek noče ali ne more popraviti v času, v katerem se sicer vir energijsko obnavlja sam. Takega vira ni mogoče šteti za obnovljivega.

Na življenje in naravo bo vplival vsak način pridobivanja človekove energije. Če smo že za bodoče energetske vire rekli, da morajo biti čisti, bodo tudi ti imeli vpliv, če ne direktno z izločanjem škodljivih snovi, pa z oviranjem ali onemogočanjem divjega življenja na določenih področjih in z rušenjem naravnih ravnovesij, kar ima lahko podobne posledice, kot direktno zastrupljanje. Če se že temu ne moremo izogniti, je prav, da trezno in neobremenjeno premislimo, kateri viri bodo imeli najmanjši vpliv in kako bodo nadomestili tiste današnje vire, ki so najbolj škodljivi.

Obnovljivosti iz posledic umazanih tehnologij pridobivanja energije ne moremo tolerirati, če se vplivi, ki jih sicer v določenem času lahko popravimo, pojavljajo stalno ali ponavljajoče. Sprotno popravljanje stalnih vplivov pomeni le vzdrževanje stalnih škodljivih pritiskov na naravo in človeka. Vir, ki stalno povzroča nove in nove vplive na okolje, ni čist. Nečistost vira mora v tem primeru prevladati nad možnostjo neprestanega odpravljanja posledic. V odločitvenem procesu bi tak vir morali zavrniti.

Nečiste vire bi s stališča obnavljanja posledic lahko šteli za sprejemljive samo, če škodljive posledice nastopajo enkratno (npr. ob postavljanju naprav za zajem energije), občasno, vendar ne ponavljajoče (npr. z okvarami, nesrečami ali vzdrževanjem naprav, ki ne bi povzročale velikih ali katastrofalnih vplivov ali vplivov na obsežna področja) ali potencialno (npr. z nevarnostjo za večje, vendar ne katastrofalno onesnaženje okolja, ki bi se lahko zgodilo ob opustitve tehničnih ali varnostnih ukrepov proti takšnemu dogodku).

BISTVENE UGOTOVITVE OBRAVNAVE ENERGETSKIH VIROV

Naslednja tabela predstavlja zbir rezultatov vseh primerjav posameznih virov energije z celotno proizvodnjo človekove energije na Zemlji.

1. Razširjanje pridobivanja obnovljive energije s pomočjo novih hidroelektrarn (katerekoli moči) bi zahtevalo petdesetkrat več prostora, na katerem bi uničili življenje, kot pa gradnja solarnih zrcalnih elektrarn. Enako velja za elektrarne, ki izkoriščajo bibavico morja.

2. Solarne elektrarne bi nameščali v vroče, večinoma puščavske predele, kjer je življenja relativno mnogo manj, kot pa v predelih, kjer je tudi dovolj vode. S tega stališča bi se delež uničenega življenja zelo verjetno zmanjšal še za (nekaj) desetkrat. Z gradnjo solarnih elektrarn bi torej uničili več stokrat manj življenja, kot pa z gradnjo velikih akumulacijskih jezer.

3. Namestitev solarnih pretvornikov v vroče predele, kjer danes poteka črpanje nafte in zemeljskega plina bi še dodatno zmanjšalo potencialno novo narejeno škodo, ker je v teh predelih življenje že uničeno z obstoječo proizvodnjo in posledičnim onesnaževanjem.

4. Uporaba solarne tehnologije za pridobivanje energije bi sprostila nekajkrat večja področja z bogatim življenjem, kjer so danes velika naftna črpališča. Velik pretok vode v teh krajih bo pripomogel, da se bo zastrupljena zemlja hitreje očistila, bogata raznolikost življenja pa bo sposobna spet vzpostaviti neko zdravo naravno ravnovesje.

5. Čiščenje teh področij bo seveda potekalo hitreje, če bo k temu aktivno pripomogel tudi človek. Ob opuščanju vseh naftnih polj bo potrebno odložene naftne odpadke s še obstoječimi naftovodi prečrpati in transportirati do proizvodnih zmogljivosti, ki jih bodo sposobne prečistiti, izdelati iz njih še nekaj fosilnega goriva, ali pa jih uporabiti pri proizvodnji določenih umetnih materialov. Na enak način bi bilo treba zagotavljati transport in predelavo vseh odpadkov, ki bodo se nastajali pri črpanju res potrebne nafte. Transport odpadkov z opuščenih polj, kjer ni več naftovodov, bo moral biti opravljen z drugimi sredstvi. Na ta način se bo zmanjšal dolgoročni vpliv naftnih odpadkov na okolje in pospešila se bo njegova regeneracija. Odpadke, ki jih res ne bo mogoče reciklirati, bo potrebno varno odložiti v človekovem urbanem okolju in ne v naravi.

6. Velike vetrne elektrarne se zdijo odlična dopolnitev solarnim elektrarnam, kajti delujejo lahko v pogojih, kjer solarne ne morejo. Površina, zahtevana za njihovo postavitev, je sicer večja, vendar v resnici ne zavzemajo toliko prostora in zemlje in narave pod sabo ne okvarijo ali onesnažujejo in življenja ne uničujejo, niti ne ogrožajo. Površina bo razporejena po vseh področjih z enakomernim vetrom, lahko tudi na vodi, v obalnih predelih oceanov, kjer obstaja zaradi segrevanja kopnega in dvigovanja zraka poleti skoraj konstanten veter proti kopnemu, pozimi pa obratno.

7. Proizvodnja bio goriv za vso človekovo energijo bi popolnoma uničila življenje na desetkrat večji površini, kot bi bila skupna površina vseh akumulacijskih jezer ob morebitni proizvodnji vse energije na ta način. Ali si lahko privoščimo za več kot deset krat večjo površino, kot je Evropa, mrtvih polj in okoliške narave, bi morali vprašati politike, ki so podpisali kjotski sporazum o zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov in ki tako propagirajo biogoriva kot rešilno zdravilo za globalno ogrevanje... Zavedajmo se, da ta površina pomeni 2/3 površine vsega kopnega na Zemlji…

8. Podobno površino narave bi v času ene generacije (človeka ali drevesa) popolnoma uničili, če bi za vso človekovo energijo uporabljali lesno biomaso, bodisi iz naravnih gozdov ali pa iz v ta namen zasajenih gozdnih plantaž.

9. Energija iz morja globalno še nima omembe vredne uporabe. Zaradi uničenja velikih površin narave ob obalah je malo verjetno, da bi izkoriščanje bibavice doseglo obseg današnjih hidroelektrarn, kaj šele mnogo več. Podvodne turbine bi bile lahko alternativa ali dopolnilo vetrnim elektrarnam. Mogoče bi bila uporabna celo ista področja s stalnimi tokovi in vetrovi in bi obe vrsti turbin lahko nameščali na istih v morsko dno zasidranih stebrih? Mogoče bi bile rešitev tudi plavajoče pritrjene ploščadi z zgoraj nameščenimi vetrnimi in spodaj vodnimi turbinami... Verjetno so tu vprašljive pritrditve in stabilnost zaradi velikih horizontalnih sil na turbine...

10. Pri pridobivanju geotermalne energije smo se naučili v precejšnji meri izogibati se tistih direktnih in najvidnejših vplivov na okolje, kot je veliko posedanje terena, izpusti strupene geotermalne vode v reke in toplotno onesnaževanje okolja. Vendar se še vedno ne moremo izogniti izpustom nekaterih plinov v atmosfero. Res je, da je pri tem ogljikovega dioksida mnogo manj, kot pri izgorevanju fosilnih goriv, obstaja pa vrsta drugih direktnih vplivov na okolje pod zemljo, ki zakasnjeno vplivajo tudi na življenje na površini. Kljub skoraj neskončnim zalogam toplote v Zemlji ta toplota ni na razpolago na vsakem koraku. Niti teoretično ne moremo predvideti in primerjati z drugimi viri, koliko bi zasedli površine in vplivali na naravo in življenje z njenim izkoriščanjem za vso človekovo energijo, kajti to sploh ni mogoče. Ljudi prepričujemo o ogromnih zalogah s črpanjem velikih lokalnih količin v Zemljini skorji akumulirane toplote. Dejansko pa ne poznamo poti in hitrosti, s katerimi se toplota iz jedra Zemlje razširja v toplotno slabo prevodno skorjo. Ko se bodo danes izkoriščani rezervoarji izčrpali, bo vsa tehnologija odveč. Izračuni in simulacije kažejo, da se bodo toplotno izčrpane kamnine in vodonosniki obnavljali zelo počasi. Če pa bi ob vseh geoloških prelomnicah razpoložljivo geotermalno energijo črpali vzdržno in le s tisto močjo, s katero se lahko sproti obnavljajo rezervoarji, bi z njo lahko pokrili le okrog 2 odstotka vse energije, ki jo danes proizvaja in porablja človek.

Zdi se, da smo v tem delu našli vsaj deloma odgovore na vprašanje, katere alternativne vire pridobivanja energije bi morali v največji meri uporabljati za nadomestitev fosilnih goriv. Primerjave in izračuni, s katerimi smo prevedli več različnih alternativnih izvorov na količino vse človekove trenutno letno porabljene energije, so jasno pokazale razmerja v uničevanju narave med posameznimi alternativnimi viri in do današnjega glavnega fosilnega vira. Prav natančne številke v tem trenutku niti niso potrebne, toda če so razmerja 10 do 50-kratna, in včasih celo do več 100-kratna, mora to že pomeniti alarm. Ob relativno majhnih količinah energije iz teh virov, ki jih je sicer med sabo direktno nemogoče primerjati, danes ne opazimo njihove majhne učinkovitosti in njihovega katastrofalnega vpliva na okolje.

Seveda to ne pomeni, da bomo res vso človekovo energijo proizvajali le iz enega vira. Uporaba enega samega vira za vso svetovno energijo ni povsem realna. Izbrati bo potrebno nekaj tistih, ki se v danem okolju obnašajo optimalno glede izkoristka naravnega vira, uničene, prizadete ali za proizvodnjo uporabljane naravne površine in življenja ter posledičnih vplivov uporabe te energije na naravo, okolje, pridelavo hrane in zdravje ljudi. Potrebno bo paziti tudi na dopolnjevanje virov, kajti noben kratkoročno obnovljivi vir se ne obnaša skozi čas (skozi dneve, tedne, mesece) kot konstanten in neomejen vir.

Vseeno je, ali smo posamezne vire preračunavali na porabo vse svetovne energije, ali pa bi jo na kakšen manjši enak del, ki bi odgovarjal tistim nekaj izbranim realnim virom. Razmerje učinkovitosti med posameznimi viri bi bilo vedno enako. Vendar najbrž v tem primeru ne bi dobili tako šokantnih absolutnih številk, ki bi nam res morale povzročiti premik v razmišljanju, katere vire energije uporabljati v prihodnosti...

Če alternativne vire energije gledamo lokalno in odločitve o njihovem izkoriščanju prepuščamo politikom, ozko usmerjenim strokovnjakom s posameznih področij in investitorjem, je mogoče ljudi hitro prepričati in zavesti, da je dobro nekaj, kar se v njihovem okolju ali pod njim nahaja v obilnih količinah. Samo neskončen pohlep po dobičku lahko vzdržuje miselnost, da je pomembna samo pridobljena energija ne glede na to, kakšne posledice to pridobivanje pusti v naravi.

Energijo pokurimo in ostane samo še uničena narava. Ali moramo res izprazniti vsak žep sonca, kot pravi Bertrandt v svojem filmu Home?