Energia geotermala - o investitie in surse locale de productie a energiei verzi
Data: 16-31 decembrie 2023
Terra, în prezent, se luptă cu un nivel exagerat de poluare care afectează în multe feluri omenirea, inclusiv mediul înconjurător. Optimizarea consumului de energie, utilizarea eficientă a acesteia au devenit preocupări principale în procesul dezvoltării durabile. Creșterea continuă a consumului, determinată de dinamica dezvoltării industriale, exercită o mare presiune asupra resurselor energetice convenționale - combustibilii solizi (cărbunele, lemnul, turba) și combustibilii fosili (petrolul și gaze naturale) -, motiv pentru care se are în vedere asigurarea echilibrului între siguranța în alimentarea cu energie și protecția mediului înconjurător.
Stimularea aprovizionării cu energie curată necesită o capacitate de producție din ce în ce mai mare și ajustări ale infrastructurii. Aceasta înseamnă, pe lângă partea de generare, o rețea inteligentă mai bine conectată și - din punct de vedere vital - utilizatori inteligenți care acordă atenție sporită eficienței energetice. În deciziile pe care le luăm, trebuie să ținem cont de aceste considerente de sustenabilitate pe termen lung.
În cele ce urmează, mă voi referi cu precădere la promovarea producerii de energie electrică pe bază de surse regenerabile, precum energia geotermală.
După cum se cunoaște, principalele surse de energie regenerabilă sau energie verde sunt:
♦ Energia Solară, obținută prin intermediul panourilor solare (panouri fotovoltaice), care transformă energia radiantă a soarelui în energie electrică;
♦ Energia Eoliană, obținută prin intermediul turbinelor eoliene, care transformă energia cinetică a vântului în energie electrică;
♦ Energia Hidroelectrică, obținută prin intermediul hidrocentralelor, care transformă energia cinetică a apei în energie electrică;
♦ Energia Geotermală, o formă de energie regenerabilă derivată din căldura emanată din interiorul Pământului prin roci și fluide subterane.
Evident, există și alte forme de energie regenerabilă, și anume:
● Energia mareelor: turbinele mareomotrice sunt dispozitive care colectează energie mareică și funcționează în același mod ca turbinele eoliene, înlocuind doar vântul cu apa (deci, apa mișcă paletele turbinei, acestea acționează rotorul care acționează și alimentează generatorul);
● Bioenergia/Biomasa se referă la materiale organice, cum ar fi resturile vegetale și animale, care pot fi transformate în energie prin ardere sau fermentare;
● Hidrogenul, utilizat mai ales în rafinarea petrolului și pentru producerea de îngrășăminte chimice. În viitorul apropiat, hidrogenul curat (hidrogenul regenerabil sau hidrogenul verde sau albastru) oferă noi oportunități de reproiectare în sectorul energetic, promovând diversificarea aprovizionării și contribuind la administrarea afacerilor durabile prin crearea unor lanțuri de aprovizionare stabilă și sigură. Prin urmare, oferă o soluție pentru decarbonizarea proceselor industriale, a sectoarelor economice în care reducerea emisiilor de carbon este atât urgentă, cât și greu de realizat (așadar, există probabilitatea ca petrolul să rămână în mixul energetic chiar și după anul 2050, însă cu o pondere mult mai scăzută ca în prezent).
Captarea, Stocarea și Utilizarea Carbonului (CCUS) este procesul tehnologic de producere a energiei prin captarea dioxidului de carbon (CO2) din procesele mari consumatoare de energie, înainte de a fi eliberat în atmosferă și, evident, înainte de a fi utilizat, este stocat într-un spațiu subteran în formațiuni geologice. Prin urmare, CO2 captat și stocat poate fi utilizat în sectorul energetic, se recomandă în industria petrolieră, în mod special la operațiile de recuperare îmbunătățită a petrolului (EOR) din zăcămintele de hidrocarburi depletate, fiind injectat în acestea, ajutând la reducerea efectelor încălzirii globale.
La rândul ei, Energia Nucleară ar putea oferi cea mai curată cale către un viitor cu emisii scăzute de carbon, dar există îngrijorări grave cu privire la posibilitatea de a construi centralele suficient de repede.
În context local și regional, aceste tipuri de energie verde, pe care le-am evidențiat succint, sunt surse curate, regenerabile, și pot ajuta la îndeplinirea obiectivului de eliminare a emisiilor de gaze cu efect de seră (GES), deci ajută la îmbunătățirea calității aerului și nu numai.
În Figura 1 se prezintă sistemul centralizat de energie termică din România, în funcție de ponderea în volumul total de energie distribuită.
- Fig. 1. ROMÂNIA: Reprezentarea sistemelor centralizate de energie termică pe regiuni
În ceea ce privește politica energetică, este de subliniat că România elaborează suplimentar măsuri adaptate la condițiile naționale specifice, cum ar fi:
♦ realizarea de construcții eficiente energetic și orientarea lor spre utilizarea surselor de energie regenerabilă;
♦ eficientizarea consumului energetic în industrie;
♦ trecerea de la utilizarea combustibililor fosili bogați în carbon (cărbunele) la combustibilii săraci în carbon (gaze naturale) sau la combustibilii alternativi, asigurând, totodată, protecția mediului înconjurător și securitatea energetică drept condiții de bază ale dezvoltării durabile.
Centralele electrice de termoficare (CET) existente în România, pe lângă faptul că unele dintre ele sunt trecute de 55 ani și au pierderi imense în sistem, sunt și mari consumatoare de electricitate, care este consumată atât pentru sistemele de climatizare necesare pentru a menține temperatura normală a acestora, cât și pentru puterea de procesare și nu numai.
Viitorul energiei geotermale
În condițiile unei cereri tot mai mari de surse regenerabile, energia geotermală prezintă o importanță deosebită. În acest context, oamenii de știință investighează modalități de concepere a unor centrale electrice rentabile, care pot utiliza sursele geotermale create din magma pământului. În prezent, cu tehnologia actuală, dar și cu noile tehnologii, centralele electrice de termoficare pot fi modernizate sau construite pentru captarea energiei geotermale, atât pentru termoficare, cât și pentru a produce energia electrică necesară. De asemenea, apa caldă geotermală poate fi utilizată și ca sursă de apă caldă menajeră.
La fezabilitatea energiei geotermale m-am referit la conferințe științifice naționale și internaționale și, totodată, în ceea ce am scris - sub egida AGIR, AOȘR, ASTR - în câteva articole editate în reviste de profil. Printre altele, unul dintre aceste articole a fost premiat cu „Diploma și Medalia GOLD". Este de remarcat că energia geotermală este disponibilă pe întreg mapamondul, cu mici excepții de dificultate mai mare acolo unde solul nu permite foraje la costuri raționale. În rest, oriunde pe pământ am fora sonde geotermale la o adâncime suficientă, vom ajunge la o zonă unde e prezentă constant o sursă de căldură substanțială. Prin urmare, energia geotermală poate asigura complet o țară întreagă după dorință, pentru că totul depinde doar cât de adânc se realizează forajele, cât de mari se fac circuitele și cât de puternice sunt turbinele instalate.
În Figura 2 se prezintă o recomandare privind retehnologizarea și modernizarea CET-urilor, evident, prin investiții în tehnologii de captare a energiei geotermale pentru a produce electricitatea necesară.
- Fig. 2. Centrala electrică de termoficare (CET Brazi - imaginea de ansamblu și schiță)
Este de subliniat că sunt folosite foraje care constau în introducerea unei sonde geotermale, astfel:
▪ dacă forăm suficient de adânc, putem folosi acea căldură direct într-o mulțime de feluri, de la direcționarea ei în sistemele de încălzire ale orașelor până la folosirea ei pentru un circuit cu turbine generatoare de electricitate;
▪ dacă forăm la o adâncime mai mică, putem folosi acea căldură mai redusă în circuite închise cu agent refrigerant, care se transformă în gaz la temperaturi mai joase și astfel putem capta și mai eficient această energie, transformând-o din căldură naturală în electricitate.
Observație: Rocile și apa care se regăsesc în scoarța terestră, la adâncimi mici de până la câțiva kilometri sub suprafața Terrei, pot ajunge la temperaturi de până la 370ºC, iar acestea reprezintă, în esență, energia geotermală.
Energia geotermală are un impact foarte scăzut asupra mediului, fiind sursa ideală pentru furnizarea locală de energie regenerabilă.
Dacă vom recurge la o exemplificare, lucrurile vor deveni mai clare. Să presupunem că o sondă geotermală se forează până la 2500 m adâncime, apoi forajul se realizează în plan orizontal pentru a avea o suprafață mai mare de captare a căldurii naturale de la acea adâncime (v. Fig. 3). Pentru a capta și mai multă căldură, evident, se aplică metoda tehnică de foraj orizontal, utilizată în industria petrolieră. După care, se realizează fisuri/canale prin roci. În continuare, de la suprafață, prin sonda de injecție, apa este pompată și disipată prin aceste multiple canale la temperatura existentă, apoi, cu ajutorul sondei de extracție, apa încălzită este adusă la suprafață și introdusă în circuitul final comun sau în sistemul de încălzire centralizat.
- Fig. 3. Forajul sondelor geotermale (sonda de injecție și sonda de extracție)
Orașele cu sisteme de încălzire centralizată bazată pe combustibili fosili, dar care se află în zone cu un potențial energetic geotermal crescut, precum București, Timișoara, Râmnicu Vâlcea și chiar Ploiești, trebuie să valorifice această resursă și să facă o tranziție cât mai rapidă la surse de energie curată.
Se poate concluziona faptul că investițiile în surse locale de producție a energiei geotermale sunt investiții care se pot recupera cel mai rapid, evident, prin potențialul energetic valoric și prin eficiența procesului tehnologic banii rămân în țara noastră ajutând la creșterea economică.
Prin urmare, tranziția României către durabilitate se referă la echitatea dintre generațiile actuale și cele viitoare. De asemenea, acțiunile întreprinse în prezent vizează îmbunătățirea perspectivelor pe termen lung pentru mediul, clima, economia și coeziunea socială a României.
Așadar, putem formula o concluzie cel puțin preliminară: o tranziție rapidă la ENERGIA VIITORULUI ENERGIA VERDE ENERGIA GEOTERMALĂ este un pas important în direcția edificării unei lumi mai curate, mai sănătoase.