Energetică și Mediu

CAPITOLUL 1

ENERGIA ŞI ACTIVITATEA UMANĂ

În Agenda 21 adoptată la Rio de Janeiro în 1992, în cadrul Conferinţei Naţiunilor Unite privind Mediul şi Dezvoltarea se afirmă că energia este esenţa dezvoltării sociale şi economice, a îmbunătăţirii calităţii vieţii, dar toate sursele de energie trebuie folosite în modalităţi care să respecte atmosfera, sănătatea umană şi mediul ca un întreg.

Ca atare, societatea umană trebuie să-şi îmbunătăţească relaţia sa cu natura şi mediul înconjurător, recunoscând, în acelaşi timp, importanţa pe care o au resursele naturale asupra dezvoltării economice, evoluţiei societăţii şi a economiilor, în general.

1.1. Sfera de activitate a energeticii

Energetica este o ştiinţă tehnică interdisciplinară, care se ocupă cu studiul metodelor de inventariere şi prognoză ale resurselor energetice, a metodelor de prognoză a necesarului de energie, cu metodele de conversie a energiei, dezvoltarea şi funcţionarea sistemelor de energie, inclusiv cu principiile de conducere ale acestor sisteme, cu metodele şi principiile de optimizare a programelor (politicilor) energetice.

Sfera de activitate a energeticii cuprinde:

• Energetica surselor noi de energie

• Termoenergetica

• Ecologia

• Electroenergetica

• Hidroenergetica

• Energetica nucleară

• Energetica industrială

• Energetica agrară

• Industria combustibililor

• Energetica edilitară (comunală)

Energetica se caracterizează prin unitate, principii şi metode proprii, după cum urmează:

a) Fundamentul material al dezvoltării energetice al unei ţări îl reprezintă resursele energetice epuizabile şi regenerabile;

b) Necesarul de energie se stabileşte în funcţie de ritmul, nivelul şi structura dezvoltării societăţii şi se corelează cu prognoza resurselor;

c) Balanţa de combustibil a unei ţări, inclusiv importul şi exportul, trebuie să fie fundamentată economic pe baza celor mai actuale tehnici de optimizare;

d) Energetica reprezintă un complex sistem tehnic extins pe teritorii geografice întinse;

e) Fiabilitatea sistemelor de energie se asigură prin dimensionare a judicioasă a configuraţii lor, rezervelor şi stocurilor;

f) Compatibilitatea sistemelor de energie cu mediul natural şi social asigură o integrare armonioasă în natură şi societate;

g) Interdependenţa caracterului sistemic al energeticii şi a formelor organizatorice;

h) La o creştere cvasiliniară a producţiei de energie corespunde o creştere exponenţială a volumului de informaţii înmagazinat în documentaţii tehnice şi economice, care să asigure progresul tehnologic în energetică. Energetica viitorului va fi energetica noilor tehnologii;

i) Sistemele de energie sunt sisteme eterogene şi se conformează legii entropiei;

j) Dezvoltarea sistemelor şi subsistemelor amplifică fluxul de informaţii şi interdependenţe, ceea ce impune organizarea unui sistem suprapus informaţional, ierarhic organizat şi coordonat de un dispecer energetic naţional;

k) Dezvoltarea energetică a unei ţări trebuie să se bazeze pe programe energetice fundamentate economic, care să ţină seama de posibilităţile energetice, materii prime, implicaţiile ecologice, nivel de dezvoltare, influenţa asupra transporturilor, a factorului timp, inclusiv a energiei, materiei prime şi volumului de informaţii încorporate în fiecare program. Funcţia de eficienţă a programului se realizează prin aducerea la echivalenţă a programelor care se compară din punct de vedere economic, energetic, al fiabilităţii, ecologic, al consumului de materii prime, al volumului de informaţii pe care-l necesită.

Orice program energetic, pentru a fi realizat şi făcut operaţional, necesită un volum mare de materiale, de energie, apă, informaţie, iar industriile aferente ocupă suprafeţe mari de teren şi afectează mediul înconjurător.

Exprimând valoric toate aceste componente, pentru compararea variantelor se apelează la metode economice de comparaţie, dintre care cea mai utilizată este metoda cheltuielilor totale actualizate (CTA), alegându-se varianta care are cheltuielile actualizate minime:

CTA = optim (apă, aer, materie primă, energie, sol, informaţie)

1.2. Resurse energetice epuizabile şi regenerabile

Resursele energetice reprezintă fundamentul material al politicii energetice a unei ţări, premisa studiilor de dezvoltare energetică.

Excedentele sau deficitele de resurse energetice, conjugate cu necesităţile dezvoltării economice, trebuie să fundamenteze importurile sau exporturile de energie, o ţară în curs de dezvoltare poate deveni într-un termen istoric scurt, dintr-o ţară exportatoare o ţară importatoare.

Ritmurile de creştere ale consumului de energie la scara economiei naţionale trebuie să fie asigurate de resursele de energie primară (energia recuperată din natură) : cărbuni, ţiţei şi derivatele sale, gaze naturale, energie hidraulică, lemn, uraniu natural. Energia sub formă naturală pentru a fi transformată în energie utilă (mecanică, chimică, lumină, căldură, etc.) trebuie să treacă prin următoarele trepte: extracţie şi îmbogăţire, transformare în forme superioare în vederea transportului şi consumului.

Având în vedere randamentele relativ scăzute ale proceselor de transformare, pierderile în domeniul transportului, cu toate progresele care s-au realizat în ultima perioadă, randamentul de utilizare al resurselor energetice este cuprins între 40-50%.

Disponibilităţile energetice ale omenirii sunt determinate de energia stocată în decursul evoluţiei planetei noastre sub formă de combustibili fosili (fotosinteza preistorică) sau combustibili nucleari şi de energia regenerabilă (reînnoibilă), generată în flux continuu de soare (fig. 1.1.).

Fig.1.1. Schema fluxurilor de energie trecute şi prezente

Conectarea marilor consumatori de energie la energiile stocate grăbeşte epuizarea acestor stocuri. Indiferent dacă termenul de epuizare este de ordinul deceniilor pentru hidrocarburi, sau de ordinul secolelor pentru cărbuni, la scara istoriei sunt termene scurte, care trebuie să determine căutări în vederea atragerii în cantităţi tot mai mari a energiilor regenerabile în circuitul economic.

Trecerea de la consumul de energie din stocuri la consumul de energie din surse energetice practic infinite trebuie să fie susţinută de profunde inovări tehnologice, care să asigure o valorificare economică şi fiabilă a energiilor regenerabile.

Este un curs predat la disciplina "Energetica si mediu" in cadrul universitatii Pentru Maior din Targu Mures, profil: Ingineria si Protectia Mediului in Industrie