[r]evoluția energetică perspectivă asupra energiei durabile în România
© Gp/Markel Redondo
4.7.7 energia hidroelectrică
4.7.8 sinteză privind evoluția costurilor energiilor regenerabile
Energia geotermală este utilizată de multă vreme în toată lumea pentru a furniza căldură, iar de la începutul secolului trecut și pentru producerea de energie electrică. Electricitatea geotermală se limita anterior la locuri cu condiții geologice specifice, însă cercetările intensive ulterioare și lucrările de dezvoltare au condus la lărgirea paletei de amplasamente potențiale. Mai ales crearea marilor suprafețe subterane de schimb de căldură - sistemele geotermale avansate (EGS) – și îmbunătățirea procesului de conversie în energie electrică la temperaturi scăzute, de exemplu cu ajutorului ciclului Rankine organic, ar putea face ca electricitatea geotermală să poată fi produsă oriunde. De asemenea, centralele avansate de cogenerare a căldurii și energiei electrice vor îmbunătăți aspectul economic al energiei electrice geotermale.
Energia oceanelor, în special energia valurilor din larg, este o resursă semnificativă ce are potențialul de a satisface un procent important din cantitatea de energie furnizată la nivel mondial. Potențialul energiei oceanului a fost estimat la valoarea globală de circa 90.000 TWh/an. Avantajele cele mai semnificative sunt uriașa sa disponibilitate, marea predictibilitate a resurselor, precum și tehnologia cu impact vizual foarte redus și fără emisii de CO2. Au fost elaborate multe concepte și dispozitive diferite, printre care unele de captare a energiei mareelor, a valurilor, a curenților și a resurselor reprezentate de gradientul de temperatură și cel de salinitate. Multe dintre acestea se află în faze avansate de cercetare-dezvoltare, au fost instalate prototipuri la scară mare în condiții marine reale, iar unele au ajuns chiar în faza de implementare prealabilă introducerii de piață. Câteva centrale comerciale de generare a energiei din valuri și maree sunt deplin funcționale și au fost conectate la rețea.
Energia hidroelectrică reprezintă o tehnologie matură, care exploatează deja un procent semnificativ din această resursă la nivel global. Cu toate acestea, există însă potențial de realizare a unor noi sisteme (în special proiecte la scară redusă pe firul râurilor, cu lucrări puține sau chiar fără lucrări de îndiguire), precum și de transformare a celor existente. Este de așteptat ca potențialul de generare a energiei hidroelectrice să crească ușor și datorită nevoii din ce în ce mai mari de a combate inundațiile și a menține alimentarea cu apă în perioadele de secetă. Energia electrică durabilă înseamnă un efort de integrare a centralelor în ecosistemele cursurilor de apă, reconciliind ecologia cu un sistem de generare a energiei electrice atractiv din punct de vedere economic.
Figura 4.1 sintetizează tendințele de evoluție a costurilor tehnologiilor de producere a energiei din surse regenerabile, pornind de la curbele de învățare asociate fiecărui caz. Este important de remarcat că reducerea preconizată a costului nu este o funcție de timp, ci o funcție a capacității cumulative (producție de unități), de aceea se impune o dezvoltare dinamică a pieței. După ce vor atinge maturitatea deplină (după 2040), majoritatea tehnologiilor vor reuși să își reducă cheltuielile specifice de investiție cu 30% - 60% din valoarea curentă.
Se estimează că energia produsă de primele parcuri generatoare de energie din valuri și maree a costat între 20 și 80 €ct/kWh41, iar cea produsă de primele parcuri de captare a energiei curenților marini – între 11 și 22 €ct/ kWh. Se preconizează că, până în 2030, costul va ajunge la 7-8 €ct/kWh. Între principalele domenii de dezvoltare se vor număra proiectarea conceptului, optimizarea configurației dispozitivelor, reducerea cheltuielilor de investiție prin explorarea utilizării de materiale structurale alternative, economia de scară și învățarea din exploatare. Conform ultimelor cercetări, se estimează că factorul de învățare este de 10-15% pentru valurile din larg și de 5-10% pentru curenții marini. În timp, energia oceanelor are potențialul de a deveni una dintre cele mai competitive și mai eficiente forme de energie din punct de vedere al costurilor. Se prevede că aceasta va pătrunde în mod dinamic pe piață în următorii ani, pe o curbă similară celei înregistrate de energia eoliană.
scenariu
O mare parte a costurilor unei centrale geotermale provin din forarea la adâncimi mari, de aceea este de așteptat ca tehnologia inovatoare a forării să se dezvolte în continuare. Presupunând că piața globală a energiei geotermale va crește în medie cu 15% pe an până în 2020 și ajustând această valoare cu 12% după anul 2030, rezultatul arată un potențial de reducere a costurilor cu 7% până în 2050: • în cazul energiei geotermale convenționale, de la 12 €ct/kWh la circa 7 €ct/ kWh; • în cazul EGS, în ciuda cifrelor ridicate din prezent (circa17 – 25 €ct/kWh), este de așteptat ca, pe termen lung, costul producției de electricitate să scadă – în funcție de plățile pentru alimentarea cu căldură – până la circa 6 €ct/kWh. Datorită lipsei fluctuațiilor în alimentare și faptului că rețeaua este încărcată aproape 100% din timp, energia geotermală este considerată a fi un element cheie al viitoarei structuri de alimentare bazate pe surse regenerabile. Până în prezent s-a folosit doar o câtime din acest potențial. Forarea la adâncimi reduse în scopuri geotermale, de exemplu, poate fi folosită pentru încălzire și răcire oriunde și oricând, putând fi folosită și pentru stocarea energiei termice.
tabelul 4.10: ipoteze privind costul energiei geotermale scenariu
2009
2015
2020 2030
tabelul 4.11: ipoteze privind costul energiei oceanelor 2040
2050
[R]E Centrală geotermală Costul investiției (€/kWp) Cheltuieli de E-Î €/(kW ∙ a)
E-Î = Exploatare și întreținere.
Deoarece ne aflăm într-un stadiu incipient de dezvoltare, orice estimare a costurilor viitoare ale sistemelor de captare a energiei oceanelor este incertă. Estimările curente se bazează pe analiza prezentată în cadrul proiectului european NEEDS.42
scenariu
2009
2015
2020 2030
9.318 7.042 4.821 4.007 3.446 406 316 240 224 212
Centrală marină
Costul investiției (€/kWp) Cheltuieli de E-Î €/(kW ∙ a)
2009
2015
2020 2030
2040
2040
2050
5.466 3.489 2.492 1.733 1.439 1.281 219 140 100 69 58 51
E-Î = Exploatare și întreținere.
2050
[R]E
Costul investiției (€/kWp) Cheltuieli de E-Î €/(kW ∙ a)
2.457 2.568 2.647 2.766 2.866 2.953 98 103 106 111 115 118
E-Î = Exploatare și întreținere.
figura 4.1: evoluția viitoare a cheltuielilor de investiție în tehnologii de producere a energiei din surse regenerabile (normalizată la nivelul costurilor din
figura 4.2: evoluția preconizată a costurilor de generare a energiei electrice din combustibili fosili și opțiuni regenerabile
2010)
Exemplu pentru țările membre ale OCDE din Europa
100
0.30 0.25
80
0.20
60
0.15 40
0.10
20
[R]E
11.159 504
tabelul 4.12:ipoteze privind costul energiei hidroelectrice
Reducerea cheltuielilor de investiție în tehnologiile de producere a energiei din surse regenerabile conduce direct la reducerea costurilor de generare a energiei electrice și termice, supă cum se arată în Figura 4.2. În prezent, costurile de generare se încadrează în intervalul 7-29 €ct/kWh în cazul celor mai importante tehnologii, inclusiv cea fotovoltaică. Pe termen lung, se preconizează că aceste costuri vor converge în jurul valorii de 5-10 €ct/kWh. Aceste estimări depind de condițiile specifice fiecărui amplasament, precum regimul eolian sau iradierea solară locală, disponibilitatea biomasei la prețuri rezonabile sau creditul acordat pentru furnizarea de energie termică în cazul generării combinate de căldură și energie electrică.
0.05 € ct/kWh 0
0 2009
•• •• •• ••
2015
2020
2030
Energie fotovoltaică Turbină eoliană pe uscat Turbină eoliană offshore Centrală pe bază de biomasă CHP biomasă Centrală geotermală Termocentrală solară (CSP) Centrală marină
2040
2050
2009
•• •• •• •
2015
2020
2030
2040
2050
Energie fotovoltaică Turbină eoliană pe uscat Turbină eoliană offshore CHP biomasă Centrală geotermală (cu credite de căldură) Termocentrală solară (CSP) Centrală marină
referințe
41 G.J. Dalton, T. Lewis (2011): Performance and economic feasibility analysis of 5 wave energy devices off the west coast of Ireland [„Analiză privind randamentul și fezabilitatea economică a 5 dispozitive de captare a energiei valurilor de pe coasta de vest a Irlandei”]; EWTEC 2011. 42 www.needs-project.org.
46
4
previziuni privind costurile tehnologiilor de producere a energiei din surse regenerabile
previziuni privind costurile tehnologiilor de producere a energiei din surse regenerabile
4.7.6 energia oceanelor
scenarii privind furnizarea energiei în viitor |
scenarii privind furnizarea energiei în viitor |
4.7.5 energia geotermală
% of 2009 cost
4
imagine Centrala solară Andasol 1 este prima centrală solară cu jgheaburi parabolice comercială din Europa. Aceasta va furniza electricitate ecologică pentru până la 200.000 de oameni, generând cu circa 149.000 tone de dioxid de carbon pe an mai puțin decât o termocentrală modernă pe cărbune.
47