ГОРИВА

ГОРИВА, супстанце које своју хемијску енергију процесом сагоревања преводе у топлотну енергију уз емитовање светлости. Сагоревање је низ сложених физичко-хемијских процеса који се одвијају између г. и оксидатора. Хемијска енергија г. може и директно да се преводи у електричну енергију (горивне ћелије). У ширем смислу, г. обухватају и супстанце које ослобађају енергију при нуклеарној реакцији процесима фисије и фузије. У општем случају у састав г. улазе угљеник, водоник, кисеоник, азот, сумпор, метали, минералне примесе и влага. Основни оксидатор је кисеоник (ваздух), а у ракетним моторима користе се и флуор, азотна киселина, водоник-пероксид и други. Постоје г. којима није потребан оксидатор: водоник-пероксид, хидразин и друга. Г. су један од стубова на којима почивају цивилизације, сигурност, економија и динамика друштва, али су и од великог утицаја на животну средину, климу и геополитику.

Подела г. се врши према различитим критеријумима, али најчешће према: примени, постанку, агрегатном стању, обновљивости и степену прераде. Према примени: г. за термоенергетска постројења, домаћинства, индустрију, погон топлотних мотора (бензинских, дизел, гасних турбина), пропулзивних система (млазних мотора и ракета). Г. имају широку примену као сировина, као део технолошког или радног процеса у индустрији метала и неметала, хемијској, фармацеутској и грађевинској индустрији, производњи пластичних маса, синтетичких влакана, у козметици и другим областима. Према постанку: фосилна г., настала физичко-хемијским трансформацијама остатака живих организама у периоду од неколико стотина милиона година (угљеви, тресет, нафта и природни гас) и вештачка, добијена физичко-хемијским процесима прераде разних сировина. Према агрегатном стању: чврста, течна и гасовита. Према обновљивости: необновљива (тресет, угљеви, нафта, природни гас, уранијум, уљни и гасни шкриљци, битуминозни песак, индустријски и део градског отпада) и обновљива (биомаса, део градског отпада, биоуља, етанол, биогас). Према степену прераде: примарна, која се налазе у природи и која нису подвргнута процесима прераде (тресет, угљеви, нафта, природни гас, биомаса и нуклеарна г.) и секундарна, која се добијају прерадом примарних г.

Најважнија карактеристика г. је количина топлоте коју ослободи јединица количине или топлотна моћ. Уобичајено се изражава у милионима џула по килограму горива [MJ/kg]. Уколико је вода у продуктима сагоревања у гасовитом стању, што је најчешћи случај у пракси, тада се ослобођена топлота назива доња топлотна моћ. Топлотна моћ фосилних г. и биомасе варира у зависности од врсте, налазишта, садржаја влаге, минералних и других негоривих примеса. Оквирне доње топлотне моћи неких г. у [MJ/kg]: угљеви 8--33, биљни остаци, дрво 12--19, дизел, бензини 42--44, биодизел 37, етанол 28, природни гас 42--50, бутан 46, биогас 12--20, водоник 120.

Потрошња г. У 2010. близу 92% примарне енергије у свету, у Србији 93%, добијено је сагоревањем г. Светска просечна потрошња г. по становнику у 2011. била је (у тонама): угља 1,07, нафте 0,57, природног гаса 0,36 и биомасе 0,50. Г. ће и у будућности остати основни енергетски извор, поред осталог захваљујући развоју нових технологија експлоатације до скоро недоступних или неисплативих енергетских сировина, као што су уљни, гасни шкриљци и битуминозни песак. Предвиђа се да ће у 2050. г. задовољавати између 75% и 88% светских потреба за примарном енергијом. Обновљиви извори енергије (биомаса, енергија ветра, сунца и геотермална енергија) на нивоу света неће у значајнијој мери заменити г.

Алтернативна г. У циљу повећања енергетске независности и сигурности, побољшања заштите животне средине и стимулисања сопствене економије, у свету се интензивно истражују и уводе алтернативна г. Критеријуми на којима се заснивају процене о перспективности алтернативних г. заснивају се на расположивости сировина, цени произведеног г., процени утицаја на животну средину, производним могућностима и потребним инфраструктурним захватима. Обухватају: синтетичке гасове и течна г. (из тешких остатака прераде нафте и угљева), водоник, метанол, етанол, више алкохоле, биодизел (из биљних уља и животињских масти), биогас добијен разлагањем разних органских материја (пољопривредног, сточарског, индустријског, комуналног отпада и отпадних вода).

Утицај на животну средину. Продукти сагоревања зависе од састава г., уређаја за сагоревање и организације процеса сагоревања. Основни продукти, у општем случају, јесу угљен-диоксид, вода, угљен-моноксид, оксиди сумпора, оксиди азота, угљоводоници, чађ, честице и пепео. Сви продукти, изузев воде, загађивачи су животне средине. Различитим документима и законским актима Уједињених нација, међународних организација и држава ограничавају се емисије загађујућих продуката сагоревања.

Утицај на климу. Без обзира на контроверзне ставове у јавности о утицају фосилних г. на климатске промене, преовлађује став да емитовање угљен-диоксида у атмосферу значајно утиче на климатске промене. Смањење емисије угљен-диоксида и загађујућих продуката сагоревања се остварује коришћењем г. са мањим садржајем угљеника (природни гас), чистијим процесима сагоревања, утискивањем угљен-диоксида у погодне подземне геолошке структуре, повећањем енергетске ефикасности уређаја и процеса, коришћењем обновљивих и алтернативних енергетских извора, увођењем нових технологија (електрична возила, горивне ћелије, батерије).

Утицај на геополитику. Г. ће у XXI в. бити још значајнији чинилац глобалне геополитике. Сједињене Америчке Државе планирају да у ближој будућности постану највећи светски произвођач течних горива и природног гаса. Тежиште повећања потрошње г. се премешта на Далеки исток и Индију, где ће Русија имати важну улогу. Геостратегијски динамички утицај ће се и даље вршити контролисањем производње и ценом нафте водећих светских произвођача (Саудијска Арабија, Катар и друге земље ОПЕК-а). Са друге стране, технолошки развијене земље ће снажно тежити ка смањењу енергетске зависности повећањем енергетске ефикасности, повећањем удела обновљивих енергетских извора, подстицањем иновативних активности, развојем инфраструктура за дистрибуцију и складиштење носилаца енергије (водоник произведен из обновљивих извора енергије), општим и непрекидним техничким образовањем становништва уз масовну употребу информационо-комуникационих технологија.

ИЗВОРИ: Републички завод за статистику, http://webrzs.stat.gov.rs/WebSite/; Federal Energy Regulatory Commission, Energy Primer, Washington 2012; World Energy Council, 2014 World Energy Monitor Issues, London 2014; www.stratfor.com/.

ЛИТЕРАТУРА: R. C. Flagan, J. H. Seinfeld, Fundamentals of Air Pollution Engineering, Dover 2012.

М. Аџић