Surse regenerabile de energie
Introducere în principalele surse regenerabile, cu accent pe energia geotermală și pe potențialul de valorificare în Republica Moldova.
Lecția 1.1
Energia geotermală
Definiții, resurse, modalități de exploatare, avantaje, limitări și exemple de utilizare.
Definiție
Surse regenerabile de energie
Energie din surse regenerabile - energie obținută prin valorificarea surselor nefosile sau regenerabile, respectiv energia eoliană, energia solară, energia aerotermală, energia geotermală, energia hidrotermală și cea a oceanelor, energia hidroelectrică, biomasa, biogazul, gazul de fermentare a deșeurilor, gazul de depozit și gazul provenit din instalațiile de epurare a apelor uzate.
Context național
Ținta Republicii Moldova
Republica Moldova are ca țintă atingerea cotei de 27% de consum de energie regenerabilă în mixul de energie electrică până în 2030. Acest obiectiv este susținut prin documente de politici: proiectul Strategiei energetice până în 2050, Planul național integrat pentru energie și climă, precum și modificarea Legii nr. 10/2016 privind promovarea utilizării energiei din surse regenerabile, legea SER.
Prin încurajarea investițiilor în surse regenerabile, Republica Moldova ar putea reduce dependența de importul de resurse energetice și ar crește, în același timp, consumul de resurse energetice interne. Cele mai promițătoare surse de energie regenerabilă sunt energia solară, energia eoliană și hidroenergia.
Surse regenerabile
Principalele forme de energie regenerabilă
Energia solară
Energia solară este una dintre cele mai răspândite și mai eficiente surse regenerabile din țara noastră, care ne permite să producem energie electrică din lumina soarelui; pentru a transforma energia solară în energie electrică, se folosește un sistem fotovoltaic sau solar.
Sistemul fotovoltaic folosește radiația solară pentru a furniza energie electrică și, prin urmare, ne permite să folosim electrocasnicele și sistemul de iluminat al locuinței, iar sistemul solar este conectat la un rezervor care încălzește apa și poate înlocui boilerul.
Sistemul poate fi instalat și pe acoperișurile caselor particulare sau ale condominiilor, permițând economii la factura de energie electrică.
Republica Moldova are un potențial însemnat de valorificare a energiei solare datorită poziției geografice și condițiilor climatice. Potențialul mediu anual al energiei solare este estimat la 1200-1400 kWh/m2, ceea ce face posibilă dezvoltarea unei capacități mari de producție de energie solară.
Energia eoliană
Energia eoliană este generată din vânt. Prin turbinele eoliene se exploatează forța vântului pentru a produce energie mecanică, din care apoi se generează electricitate.
Funcționarea turbinelor eoliene este foarte asemănătoare cu cea a morilor de vânt pentru măcinarea cerealelor. Turbinele eoliene sunt instalate pe suprafețe mari, adesea în câmpie, unde vântul este constant și puternic.
Aproape întreaga țară are locații favorabile pentru producția de energie eoliană. La o înălțime de 100 m a reliefului, suprafața teritoriului cu viteze ale vântului cuprinse între 5 și 8 m/s este de aproximativ 33,240 km2, ceea ce reprezintă 98,7% din teritoriul țării.
Energia hidroelectrică
O altă sursă de energie regenerabilă este energia hidroelectrică, care este produsă prin mișcarea apei. Valurile, mareele, cascadele naturale și artificiale, râurile și alte căi naturale ale apei produc energie cinetică, care este apoi transformată în energie electrică cu ajutorul turbinelor.
Energia hidroelectrică este produsă prin hidrocentrale, care sunt în general construite în munți lângă râuri și unde este mai ușor de exploatat combinația dintre gravitație și energia cinetică.
Republica Moldova dispune de hidrocentrala Costești-Stânca, iar cantitatea de energie electrică produsă contribuie la reducerea dependenței de combustibilii fosili. Potențialul hidroenergiei în Moldova include și posibilitatea de construire a unor noi hidrocentrale.
Energia din biomasă
Energia obținută din biomasă nu este inepuizabilă, deoarece nu se bazează pe resurse naturale, ci pe deșeuri produse de om. Energia de biomasă este produsă din combustibili și alte deșeuri industriale și agricole, cum ar fi lemnul sau deșeurile municipale.
Generatoarele de energie din biomasă produc cantități mai mici de azot, sulf și carbon decât cele generate de combustibilii fosili, dar mai mari decât alte sisteme de producere a energiei din surse regenerabile.
Republica Moldova are un potențial semnificativ de biomasă, utilizată în principal, în mod tradițional, ca lemn de foc și deșeuri agricole. Investițiile în centrale electrice care utilizează biomasa ar putea aduce beneficii considerabile.
Energia geotermală
Energia geotermală exploatează căldura naturală a Pământului, generată de elemente precum potasiul, toriul și uraniul, prezente în cele mai adânci straturi ale scoarței terestre.
Centralele geotermale au fost create pentru exploatarea căldurii geotermale. Fluxul de abur care vine din subsol produce o forță, care împinge o turbină, iar energia mecanică a turbinei este transformată în final în energie electrică prin intermediul unui alternator.
Republica Moldova dispune de un potențial moderat de resurse geotermale de mică adâncime, care pot fi valorificate prin pompe de căldură pentru încălzirea locuințelor și a clădirilor publice. Investițiile în tehnologii geotermale ar putea contribui la reducerea dependenței de importurile de energie și la creșterea eficienței energetice.
Energia geotermală reprezintă căldura stocată în interiorul Pământului, care poate fi extrasă și utilizată în scopuri energetice.
Această căldură provine din:
- dezintegrările radioactive ale uraniului, toriului și potasiului din scoarța terestră;
- căldura reziduală rămasă din procesul de formare a planetei;
- procese geologice, cum ar fi mișcarea plăcilor tectonice și vulcanismul.
Temperatura crește în medie cu 25-30 °C la fiecare kilometru de adâncime, fenomen numit gradient geotermal.
Clasificare
Tipuri de resurse geotermale
Mică adâncime
- Adâncime sub 200 m.
- Temperaturi scăzute, de aproximativ 10-20 °C.
- Exploatată prin pompe de căldură geotermale.
- Utilizată pentru încălzire, răcire și apă caldă menajeră.
Medie adâncime
- Adâncime între 200 și 2000 m.
- Temperaturi de 40-100 °C.
- Folosită pentru încălzire urbană centralizată.
- Potrivită pentru sere și procese industriale.
Mare adâncime
- Adâncime peste 2000 m, până la 5000 m sau mai mult.
- Temperaturi de 150-300 °C sau chiar mai ridicate.
- Permite producerea de energie electrică prin centrale geotermale.
Utilizare
Modalități de exploatare
Încălzire directă
Folosirea apei calde sau a aburului din rezervoare geotermale pentru:
- încălzirea locuințelor, școlilor și spitalelor;
- încălzirea solului în agricultură;
- acvacultură;
- procese industriale.
Producerea energiei electrice
În centralele geotermale, aburul pune în mișcare turbinele.
- centrale cu abur uscat;
- centrale cu abur flash;
- centrale binare, cu fluid secundar cu punct de fierbere scăzut.
Pompe de căldură geotermale
- Exploatează diferența de temperatură dintre sol și aer.
- Pot asigura încălzire iarna și răcire vara.
- Sunt potrivite pentru clădiri cu consum redus de energie.
Avantaje
- Regenerabilă și inepuizabilă la scara timpului uman.
- Independentă de condițiile meteorologice.
- Reduce emisiile de CO2 și poluarea aerului.
- Are costuri de exploatare și întreținere scăzute pe termen lung.
- Asigură stabilitate energetică și securitate.
Limitări
- Costuri inițiale mari pentru foraje și instalații.
- Localizare geografică limitată pentru resursele de mare adâncime.
- Riscuri geologice: microseisme și degajări de gaze nocive.
- Necesită gestionarea atentă a resursei pentru a preveni epuizarea locală.
Exemple de utilizare
- Islanda: peste 90% din clădiri sunt încălzite geotermal.
- Italia, Larderello: una dintre primele centrale geotermale din lume.
- SUA, California și Nevada: capacitate instalată de mii de MW.
- Kenya: una dintre țările africane lider în energie geotermală.
De reținut
Idei esențiale
- Sursele regenerabile reduc dependența de combustibili fosili și de importuri energetice.
- Republica Moldova are potențial pentru valorificarea energiei solare, eoliene, hidroenergetice, a biomasei și a energiei geotermale de mică adâncime.
- Energia geotermală folosește căldura stocată în interiorul Pământului.
- Pompele de căldură geotermale pot fi utilizate pentru încălzirea și răcirea clădirilor.
Verificare
Întrebări de recapitulare
- Ce înseamnă energie din surse regenerabile?
- Care sunt cele mai promițătoare surse de energie regenerabilă pentru Republica Moldova?
- Ce reprezintă energia geotermală?
- Care sunt cele trei categorii de resurse geotermale după adâncime?
- Care sunt principalele avantaje și limitări ale energiei geotermale?