Povrat energije na ulo�enu energiju (EROEI) je omjer energije koji je dobijen iz pojedinog izvora energije naspram koli?ine energije koja je utro�ena da se taj izvor energije proizvede.

Kada EROEI za pojedini izvor postane jednak ili padne na manje od jedan, taj izvor energije postane "energetski bunar", te se vi�e ne mo�e koristiti kao izvor energije. Sam fizikalni na?in mjerenja EROEI unutar jednog procesa je nedvosmislen, ali problem je �to ni dan danas ne postoji standard aktivnosti kojima bi se za svaki izvor energije na isti na?in mjerio EROEI. Dodatni je problem da ulazni izvor energije mo�e biti u potpunosti druga?iji od izlaznog oblika pa onda EROEI nije uop?e relevantan.

Ipak, glavna problematika EROEI je dubina ulaska u sustav nabave alata koji su potrebni za proizvodnju energije. Na primjer, ako se za izgradnju nuklearne elektrane koristi ?elik, da li se ulo�ena energija za proizvodnju ?elika uzima u obzir, i da li se onda i ulo�ena energija za izgradnju tvornice ?elika uzima u obzir? Na taj na?in mo�emo do?i do za?aranog kruga po�to uvijek ima jo� jedan proces vi�e. Ipak tu postoji nekakav koncenzus prema kojem se idemo samo u prvi nivo nabave tako da se uzima u obzir energija za proizvodnju ?elika ali ne i za tvornicu ?elika. EROEI tako?er u obzir ne uzima faktor vremena �to neki smatraju nedostatkom.

Profesor Charles Hall, ekolog iz SUNY sveu?ili�ta okoli�ne znanosti i �umarstva je razvio EROEI kako sa ciljem da dobije op?enitu mjeru za usporedbu razli?itih goriva. Njihova studija na tu temu je objavljena pri kraju 2012. godine.

Slika 1: EROEI za pojedine izvore energije

�

Inforgrafika gore pokazuje da najbolji EROEI inaju hidroelektrane, a prate ju vjetroelektrane i termoelektrane na ugljen, dok plin, solar i nuklearna energija imaju dosta slabiji rezultat.

Razlog za�to hidroelektrane i vjetroelektrane imaju tako dobar rezultat le�i u tome da je kod njih potrebno relativno malo energije za izgradnju brana odnosno vjetroagregata - barem kada to usporedimo sa izgradnjom nuklearne elektrane. �to se ti?e ugljena on je pak relativno jednostavan za eksploataciju u energetskom smislu te je stoga i vrlo konkurentan vjetroelektranama. S druge strane procesi za izgradnju i upravljanje nuklearnom energijom - rudarenje, oboga?ivanje urana i odlaganje potro�enog urana - su energetski vrlo intenzivne. Zbog toga �to se ti?e EROEI. Sli?na stvar je i sa solarnim panelima koji su energetski intenzivni za proizvodnju, ali se prema autoru Mason Inmanu njen EROEI pove?ava. Prema jednom novijem izvje�taju iz 2014. godine ta brojka je mo�da i dosta ve?a za solarne footnaponske module koji koriste polikristalne module.

Stariji konzultant Deepak Kumar iz tvrtke Apricum je za svoj prora?un uzeo kombinaciju 5 standardnh fotonaponskih modula koji daju ukupu snagu od 1 kW. Za proizvodnju 1 kW footnaponskih modula potrebno je otprilike 6 kg polisilicija, a za njihovu proizvodnju kori�tenjem dana�njih dominatnih tehnologija treba otprilike 480 kWh elektri?ne energije. U slijede?em koraku se polisilicij pretvara u silicijske plo?ice za �to je potrebno jo� 255 kWh elektri?ne energije. Nakon toga se od njih rade ?elije �to tro�i jo� 150 kWh elektri?ne energije. U zadnjem koraku proizvodnje modula, ?elije se "pakiraju" u plasti?nu foliju, a potom je dodan stakleni pokrov koji ima aluminijski okvir. Za sve to potrebno je otprilike 300 kWh elektri?ne energije. Kada se to sve uzme u obzir dobijemo oko 1.155 kWh potrebnih za proivzodnju 1 kW standardnog fotoanponskog modula. Naravno u obzir treba uzeti i ostatak fotonaponskog sustava za koji se procjenjuje da uzima 400 kWh ?ime je ukupna cifra 1.555 kWh elektri?ne energije. S obzirom na taj iznos mo�emo vidjeti da je za energetsku otplatu takvog sustava potrebno par godina za slu?aj Njema?ke gdje je proizvodnja 900-1.000 kWh godi�nje, do manje od godinu dana ukoliko se radi o Kaliforniji gdje je godi�nja proizvodnja 1.700-1.800 kWh. On procjenjuje da bi se ta brojka do 2020. mogla smanjiti za dodatnih 30-40% te bi ukupno za proivzodnju 1 kW trebalo manje od 1.100 kWh elektri?ne energije. Prema ovim podacima je EROEI fotonaponskog sustava puno bolji nego �to je procijenjeno ranije, te je negdje u rangu vjetroelektrana i termoelektrana na ugljen.

Ina?e prema jednom drugom izvje�taju kojeg je napravio Harvey 2010. pod nazivom Energija bez uglji?nog-dioksida je do�ao do otprilike jednakog omjera za vjetroelektrane (20:1), ali i do boljih rezultata za solarni fotonapon (10-25:1) i CSP (8-40:1) nego u studiji od Halla. Ove razlike kod solara su zbog toga �to se radi o novim tehnologijama, koji rade na poptuno razli?itim lokacijama tako da su procjene vrlo neizvjesne. Naravno EROEI za obnovljive izvore energije dodatno ovisi o lokaciji gdje se ta tehnologija koristi (koli?ina sunca, vjetra...). U svakom slu?aju kod OIE EROEI postaje sve bolji, dok je prema Harveyu on u opadanju za fosilna goriva. Prema njemu je ugljen ve? sada lo�iji od OIE i EROEI mu je 5-7:1, a plin je na 2.2:1 a nuklearne elektrane na vrlo slabih 2:1. Biomasa je prema tom izvje�taju u rangu ugljena sa omjeorm 3-5:1, ovisno u udaljenostima koju sirovina mora pre�i. Otpadna biomasa pak ima puno bolji omjer koji se procjenjuje na 27:1.

Komplikacije kod prora?una

Kod Hallovog izvje�taja se dugo odlu?ivalo o tome �to sve uklju?iti u prora?une. Naprimjer kod vjetroelektrane, hidroelektrane i termoelektrane na ugljen gdje je EROEI velik moraju se u obzir uzeti druge stvari pa tako kod vjetroelektrana postoji problem varijabilnosti i regulatornog okvira koji mogu utjecati na sam EROEI jer oni zbog toga postaju skupljli. S druge strane za termoelektrane na ugljen i druga fosilna goriva prora?uni ne uzimaju u obzir okoli�ne tro�kove koji su povezani sa emisijama stakleni?kih plinova.

�to se ti?e mjerenja EROEI, postoji vrlo velik broj literature koji na potpuno razli?ite na?ine mjeri njen iznos, ali su se na kraju izbarale mjere koje su najkonzistentnije me?usono kao osnova prora?una.

Za pojedine izvore elektri?ne energije su kori�tene vrijednosti za samu elektri?nu energiju koju proizvode pojedini izvori, nego EROEI samog sirovog goriva koji se mo�e iskoristiti za proizvodnju elektri?ne energije. U slu?aju ugljena je EROEI za sirovo gorivo otprilike tri puta ve?i nego za elektri?nu energiju iz ugljena (zbog tipi?ne efikasnosti termoelektrane na ugljen od 33%).

- Hidroelektrane: EROEI vrlo varira za njih od otprilike 40 do 250 ovisno o izvoru

- Vjetroelektrane: za njih je prora?un ra?en uz pomo? 50 i vi�e studija uklju?uju?i 119 razli?itih vjetroelektrana

- Ugljen: u ve?ini studija se radi EROEI za samu sirovu rudu a ne za elektri?nu energiju. Zato su se morali ubaciti gubici rada termoelektrana.

- Solarni fotonapon: postoji velika razlika u procjenama za EROEI za tu tehnologiju zbog brzog napretka iste. EROEI se stoga procjenjuje na vi�e od 6, koliko je navedeno u studiji.

- Prirodni plin: EROEI za prirodni plin je bio prili?no te�ak za procjenu zbog toga �to se uglavnom izvje�tava zajedno sa naftom. Stoga je za studiju kori�tena lternativna mjera "omjer energetske intenzivnosti" koja je sli?na EROEI-ju i koja je dala brojku od 7 otprilike.

- Nuklearna energija: kao i za hidroelektrane, EROEI za nuklearnu energiu prili?no varira i to od iznosa ispod 1 (pri ?emu je ona energetski bunar) do otprilke 40-60 kada se koristi centrifuga za oboga?ivanje urana.

Uzimanjem EROEI u obzir investitor na najefikasniji na?in posti�e odr�ivi razvoj ekonomije, i iako nije jedini faktor koji treba uzeti u obzir kada se biraju najbolja goriva, on nam ukazuje na ?injenicu da moramo tro�iti sve vi�e energije da bi pokrili potra�nju, te da moramo tro�iti sve vi�e novaca da smanjimo emisije. To bi mogao biti sve ve?i problem u budu?nosti.

Izvori:�www,apricum-group.com,�www.carbonbrief.org