Tendinte in producerea energiei

Principala tendinta in consumul de energie pe urmatorii ani este cresterea resurselor regenerabile RES. O estimare a acestora pentru tarile UE in anii 1990 si 1995 sunt prezentate in tabelul 2.6., iar o prognoza a contributiei diferitelor surse de energie in 1995 si in 2010 sunt prezentate in tabelul 2.7.

Tabelul 2.6. 

Procentul resurselor regenerabile in 1990 si 1995 (Sursa: EUROSTAT)

Tabelul 2.7.

Contributia diferitelor surse de energie in 1995 si 2010

Bioenergia este printre cele mai promitatoare zone din sectorul biomasei, iar combinarea caldurii cu electricitatea din folosirea biomasei are cel mai mare potential in volum printre energiile regenerabile. In consecinta, o campanie care sa promoveze si sa suporte instalatiile de bioenergie descentralizate din UE este esentiala. Asemenea instalatii pot deveni oportunitati pentru rationalizarea regionala sau pentru implementarea la nivel local.

Contributia esentiala a biomasei in fabricile combinate de caldura si electricitate ar putea fi de 26 Mtoe. Aceasta corespunde la o capacitate totala instalata de 60 GWh. Promotia de 10 GWth din compania de promovare reprezinta numai 1/6 din contributia totala estimata din biomasa ce ar putea fi realizata pana in 2010. Costul total al instalatiilor unei asemenea initiative ar putea fi de ordinul a 5 miliarde Euro, aseasta reprezentand in medie un cost de 500 Euro/kWth pe o capacitate instalata.

O parte de 20 % din costuri vor fi publice, acesta insemnand circa 1 miliard Euro pentru intrega UE si perioada sau in jur de 80 milioane Euro pe an. Materia prima ar costa in jur de 270 milioane Euro pe an, daca se asuma 100 Euro/toe.

Pretul ridicat al petrolului precum si tendinta sa de a creste din ce in ce mai mult, creeaza un tot mai mare interes pentru energia din lemn. Din ce in ce mai multe, inovative si eficiente materiale se gasesc pe piata, disponibile pentru proprietati individuale, colectivitati sau industrie. Productia primara de energie din lemn (incluzand ramasitele lemnoase, extractul negru si reziduurile agricole din plante) a crescut clar in UE in anul 2004, prin producerea a 55 Mtoe, cu 3 Mtoe mai mult decat in anul anterior, respectiv o crestere de +5,6 %. Prognoza energiei din lemn din totalul consumului pe UE este stabilita la 3 % in 2004, in 2003 fiind de 3%. Folosirea lemnului si a produselor pe baza de lemn la producerea electricitatii a crescut rapid cu 23,5% fata de 2003, respectiv 34,6 TWh in 2004, in particular datorita dezvoltarii uzinelor combinate de producere a caldurii si electricitatii in cateva tarii ale UE. Folosirea energiei lemnului este cu siguranta mai mult in tarile cu o industrie forestiera dezvoltata precum Suedia, Finlanda si Austria unde ativitatea sectoarelor adiacente biomasei (mobila, constructii etc) este semnificativa. In tarile UE mai mari si cu o populatie mare precum Franta, Germania si Spania, folosirea energiei lemnului este localizata in special in regiunile forestiere. Cererea tot mai mare de energie alternativa prietenoasa cu mediul inconjurator ar trebui sa certifice faptul ca incalzirea cu lemn va juca un rol inportant in viitorul apropiat. Cei mai multi consumatori ai acestei surse regenerabile doresc ca aceasta sursa de combustibil cu care isi incalzesc casele sa ramana o sursa sustenabila. Mai mult, cu cat tehnologiile de combustie devin de o mare eficienta –tehnologii care produc mai multa caldura cu mai putini poluanti- incalzirea caselor rezidentiale cu lemn se asteapta sa ramana sigura, curata si optiunea eficienta a viitorului.

Sobele pe lemne au evoluat semnificativ din anii 1980 si acestea au acum o ardere curata, sunt usor de folosit si produc o mai buna relatie cu mediul inconjurator. Cu cat vom intelege mai multe despre tehnicile de ardere eficienta a lemnului si de reducere a emisiilor de fum, incalzirea cu lemn va fi printre metodele de imbunatatire a securitatii energiei. Multe familii consumatoare se vor bucura de beneficiile incalzitoarelor cu lemn care asigura o ardere avansata si instalatii certificate din punct de vedere ecologic. Sobele conventionale si vechi, altadata foarte populare in casele oamenilor, au decazut in popularitate. Eficienta lor slaba, gradul inalt de poluare, folosirea limitata si mai ales desele probleme de functionare au facut ca in locul acestora sa apara arzatoare cu eficienta energetica ridicata si emisii poluante slabe. Aceste noi sobe sunt pe cat de practice pe atat de atractive.

In timp ce costul incalzirii locuintelor cu combustibili fosili si electricitate continua sa creasca, combustia avansata a lemnului ofera o alternativa efectiva si viabila. Pe viitor, multi oraseni in special cei care traiesc la marginea oraselor si mai incolo, se vor intoarce la sursele originale de combustibil, respectiv lemn si biomasa. Prin instalarea unor sobe cu sistem avansat de ardere, sau reinstalarea camerei de ardere in mijlocul livingului, se va putea reduce nevoia de caldura directa in zonele neocupate ale casei. Pe masura ce vom intelege costurile sociale si de mediu ale energiei, mutarea spre sectorul regenerabilului si a arderii eficiente va capata mai mult sens pentru multi locuitori ai planetei.

Statele Unite ale Americii are instalate peste 2.000 MW capacitate, instalatii de producere a energiei din surse alternative, conform portofoliului de standarde a Departamentului Energetic SUA. 'Spre sfarsitul anului 2003 au intrat in functiune 2.004 MW (86%) din capacitatea totala planificata de 2.335 MW a instalatiilor energetice renovabile din cele 15 state. Instalatiile eoliene constituie 93% din total', a comunicat in ‘State Renewable Energy Requirements & Goals: Status Through 2003’ Thomas Petersik. 15 state au finalizat catre finele lui 2003 programe de dezvoltare a energeticii verzi si inca doua state au multiple programe in realizare. Din capacitatea totala instalata mai mult de jumatate (1.186 MW) a fost instalata in Texas. Printre alternativele energetice se enumera instalatii thermo-solare, photovoltaice, eoliene, de biomasa, de biogaz, micro-hidroenergetice. Centrale hidro-electrice cele mai acceptate sunt cele de capacitate mica - 5-30 MW. Unele state au refuzat aceste centrale, exemplu Arizona si Massachusetts, altele, exemplu, Wisconsin, au acceptat doar capacitati mai mari de 60 MW.

Depasirea unor bariere prioritare pot contribui la limitarea altora. Spre exemplu, depasirea problemelor de ordin institutional, legislativ si managerial poate contribui la aparitia investitiilor straine sau poate beneficia de un suport financiar din partea unor programe ale Uniunii Europene sau altor organisme internationale, care sunt interesate de asigurarea stabilitatii economice a tarilor in tranzitie si de reducerea poluarii atmosferice, in special a emisiilor de CO₂ rezultate din unele procese.

Cercetatorii americani au anuntat la Los Angeles ca au reusit sa puna la punct prima celula microbiana de energie asistata electric, prin care se reuseste producerea unei cantitati de patru ori mai mari de hidrogen direct din biomasa decat se germina in mod clasic prin procesul de fermentare. Aceasta solutie de alimentare ar putea fi modificata, urmand sa fie integrata automobilelor cu sisteme de propulsie pe baza de hidrogen, reducand astfel costurile operatiunilor de filtrare a apei.

Specialistii in conditiile de mediu din cadrul Universitatii Pennsylvania State impreuna cu cercetatorii de la Ion Power Inc. au realizat un procedeu care nu necesita oxigen pentru producerea hidrogenului din biomasa. Pana in prezent, hidrogenul rezultat din biomasa era o consecinta a fermentarii pana la o limita, unde bacteriile, in lipsa unui aport de energie, pot transforma carbohidratii numai in cantitati limitate de hidrogen si alte componente care nu contribuie in vreun fel la fermentare, precum acidul acetic sau acidul butiric. Totusi, prin aplicarea unei cantitati foarte mici de curent electric, de respectiv 0,25 volti, practic o mica parte din voltajul necesar operarii unei baterii clasice de 6 volti pentru telefon, se obtine o cantitate mare de dioxid de carbon si hidrogen prin depasirea barierei de fermentare a unei componente inutile pana acum, acidul acetic. In momentul in care bacteriile consuma biomasa, se transfera electronii catre un anod. Bacteriile transmit protoni, atomi de hidrogen fara electroni, iar anodul migreaza printr-un cablu catre catod, in partea opusa a celulei de energie, unde prin asistenta electrochimica se combina cu protonii si se produce hidrogenul. Simultan, celula de energie poate fi utilizata pentru filtrarea apei reziduale rezultate in urma acestui proces, necesitand aproximativ o zecime din voltajul specific electrolizei. Acest nou procedeu demonstreaza pentru prima data ca exista un potential real de capturare a hidrogenului pe post de combustibil, hidrogen generat prin utilizarea rezurselor regenerabile, asigurand astfel sisteme nepoluante pentru propulsia automobilelor.

Acum se produc in Uniunea Europeana cca 1,4 milioane tone biodiesel si 0,4 milioane tone bioetanol, iar cererea pe piata este in continua crestere. Pentru tara noastra producerea de biocarburanti poate fi o oportunitate de export si o alternativa la dezvoltarea agricola si la folosirea terenurilor necultivate . Culturile de rapita, sfecla de zahar sau sorb zaharat constituie, printre altele, materia prima pentru o productie de biodiesel, respectiv etanol. O tehnologie simpla prezinta producerea ca biocarburant a uleiului crud din seminte de rapita. O recolta de 2500 kg rapita/ha, asigura 900 kg de ulei crud care poate fi utilizat chiar direct, in motoarele diesel, dupa unele adaptari minore ale acestora. Uniunea Europeana si-a propus ca, pina in anul 2010, sa creasca proportia surselor regenerative pentru producerea de curent primar de la 6% in prezent la 12%. Comisarul UE pentru Cercetare, Philippe Busquin, are scopul ambitios de a creste valoarea aceasta pina in 2020 la 15%.

Tarile Uniunii Europene urmaresc sa ocupe pozitia de varf in lume la energia solara, la cea eoliana si la geotermie. Conform datelor statistice, pozitia de pornire este, insa, relativ modesta. Pe ansamblul surselor regenerative, intre 1973 si 2000 a avut loc o crestere de la 4 la 6 procente. Dintre acestea, partea cea mai mare, de 55 %, revine biomasei, urmata de energia hidraulica cu 36 % si de geotermie cu 7 %. In ciuda faptului ca cea mai mare crestere s-a inregistrat in ultimele decenii la energia solara si la cea eoliana, ele nu formeaza impreuna decit 2 % din acest ansamblu. Distributia pe tari la obtinerea curentului din materii prime regenerative, nepoluante este cat se poate de diferita in cadrul Uniunii. In ceea ce priveste actionarea turbinelor cu puterea vantului, Germania este de la distanta campion european, avind o putere instalata de 9000 de megawati. Un salt spectaculos a facut Spania, care s-a plasat in scurt timp pe locul doi. Pozitia a treia este ocupata de Danemarca. Pina in anul 2010, Bruxelles-ul calculeaza pentru intreaga Uniune Europeana o putere instalata la energia eoliana de 85.000 de megawati.

Temperaturi de peste 1000°C se gasesc si la 40 de km sub scoarta pamintului. Dar nu este nevoie sa se foreze atit de adinc. Geologi germani au descoperit chiar si la 5 km adincime in roca din grabenul de pe cursul superior al Rinului temperaturi de 250°. Suficient, pentru a construi pina in anul 2006 o instalatie de 6 megawati. Regiunea de la granita dintre Germania si Franta are un potential enorm de incalzire si constituie locul de desfasurare a unui proiect european. In luna martie a fost terminat un al treilea foraj. Principiul este urmatorul: este pompata apa in adinc, unde, in contact cu roca fierbinte, se incalzeste. Apa calda este absorbita apoi printr-un sistem de pompe si este folosita pentru actionarea unei turbine, in scopul obtinerii de curent. In domeniul geotermiei, pozitie de virf in Europa au Suedia, Germania si Austria. Specialistii au mai descoperit o sursa de energie in valurile marii si hula. Dupa ce se izbeste intr-o rampa, apa se retrage cu forta inapoi in mare, actionind turbinele. Instalatii pentru obtinerea curentului exista deocamdata doar ca prototip, de exemplu in Danemarca. Exploatarea acestei forme de energie se afla asadar in faza incipienta.

Printre proiectele germane pentru folosirea surselor regenerative de energie, proiecte ce pot constitui un model demn de urmat, se numara si cele ce au in vedere biomasa.“Bioenergia poate deveni energia regenerativa nr.1” – crede cu convingere Uwe Fritsche de la Institutul de Ecologie din Darmstadt, conducatorul unui studiu finantat de Ministerul federal al Mediului despre “utilizarea energetica eficienta a biomasei.

Materiile prime folosite drept combustibil sunt de regula deseuri din exploatarea agricola si forestiera, dar si plante cultivate pentru a produce energie. Deseurile de la taierea lemnului sau paiele pot fi arse in centralele existente ce folosesc carbune. Din cele 190 de milioane de tone de balegar si de must de balegar provenind anual din cresterea animalelor poate fi produs biogaz. Din biomasa fac parte si plantele ce pot furniza materia prima pentru producerea de energie: porumb, rapita si copaci care cresc repede.

Echipa ecologului german si alti cercetatori, cum ar fi cei de la Institutul Fraunhofer de Tehnica ecologica si energetica, au studiat volumul resurselor biologice si au ajuns la urmatorul rezultat. Pina in anul 2030, in Germania vor putea fi produse cu biomasa 10 procente din energia termica, 16 % din curentul electric si 15 % din carburantul pentru autiovehicule. Concomitent, emisiunile de gaze cu efect de sera vor putea fi reduse cu 65 %. Si inca un aspect foarte important: in acest sector ar putea fi create 200.000 de noi locuri de munca. Aceasta ramura energetica in plin avint a demarat deja. In anul 2003, ea detinea 3,8 procente la aprovizionarea cu caldura, 1,2 % la producerea de curent si 0,9 % la obtinerea de carburant. Important este sa fie realizata o retea decentralizata de mici instalatii cu o putere de pana la 10 megawati. “Bioenergia are nevoie de o infrastructura regionala destinata consumatorilor regionali” – mai precizeaza Fritsche.