[r]evoluția energetică perspectivă asupra energiei durabile în România
© digital globe
imagine Vedere din satelit a erupției vulcanului Eyjafjallajokull din Islanda, 2010.
4.8.3 pompele de căldură
De obicei, pompele de căldură generează apă caldă sau căldură ambientală ca parte a unor instalații de încălzire ce furnizează temperaturi relativ scăzute, sau pot suplimenta alte tehnologii de încălzire. Au devenit din ce în ce mai populare pentru încălzirea în pardoseală a clădirilor. Economia de scară nu este la fel de importantă ca în cazul energiei geotermale de adâncime, de aceea această tehnologie se axează pe aplicațiile casnice mici, cu investiții de 500-1.600 €/kW pentru instalațiile cu sursa în pânza freatică și costuri mai ridicate, de 1.2003.000 €/kW în cazul instalațiilor aerotermale sau al celor care au drept sursă solul. 48
160,000
160,000
140,000
140,000
120,000
120,000
100,000
100,000
80,000
80,000
60,000
43 Olson, O. et al. (2010): WP3-Wood fuel price statistics in Europe - D.31. Solutions for biomass fuel market barriers and raw material availability [„WP3 - Statistici privind prețul combustibilului lemnos în Europa – D.31. Soluții la obstacolele de pe piața combustibilului din biomasă și disponibilitatea materiilor prime”]. EUBIONET3. Uppsala, Suedia, Universitatea de Științe Agricole din Suedia.
•• •• •
2000
proiecte noi - bitum proiecte noi în larg proiecte noi pe uscat incertitudine - declinul producției producția globală
•• •• •• •• ••
2050
2040
2030
2020
2010
1.328 1.212 570 460 814 566 404 404
2000
1.508 1.288 670 540 814 601 429 429
PJ/a 0 2050
1.700 1.369 759 612 814 639 456 456
PJ/a 0 2040
1.900 1.455 849 684 814 679 485 485
20,000
2030
2.000 1.500 886 714 814 700 500 500
20,000 2020
2050
1990
40,000
2010
2040
* fără rețea
referințe
180,000
2000
2030
cererea de cărbune în [r]e 180,000
1990
Termoficare geotermală* Pompe de căldură Instalații mici de colectoare solare Instalații mari de colectoare solare Termoficare solară* Instalații mici pe biomasă Instalații mari pe biomasă Termoficare pe biomasă*
cererea de țiței în [r]e 200,000
40,000
2020
În timp ce necesitatea unei tranziții urgente dinspre țiței și gaze este cauzată de nevoia de a evita „blocarea” investițiilor în noi puțuri de producție, în cazul resurselor de cărbuni factorul limitator este în mod clar clima, nu disponibilitatea. Toate minele de cărbuni existente – chiar și fără extindere – ar putea produce mai mult cărbune, dar prin arderea acestuia lumea se înscrie pe calea unor schimbări climatice catastrofale.
figura 4.4: scenariu privind cărbunele: declin de bază de 2% pe an și noi proiecte
60,000
2015
4.9.2 ipoteze privind declinul producției de cărbune
1980
tabelul 4.13: privire de ansamblu asupra evoluției preconizate a investițiilor în tehnologii de încălzire (în €2010/kWth)
Figura 4.3 arată capacitățile de producție rămase, indicând un declin al producției cu 2,5% - 5% anual, cu luarea în considerare a capacităților de producție suplimentare în ipoteza continuării tuturor noilor proiecte planificate pentru perioada 2012 - 2050. Chiar și cu aceste noi proiecte, cantitatea de țiței convențional rămasă este foarte limitată, de aceea tranziția către un model în care cererea de țiței să fie mică este esențială.
1970
Reducerile preconizate ale costurilor variază considerabil în fiecare sector tehnologic, în funcție de maturitatea fiecărei tehnologii. De exemplu, sobele mici pe lemne nu vor înregistra ieftiniri semnificative, în timp ce instalațiile automate pe peleți prezintă încă potențial de învățare. Este posibil ca costul colectoarelor solare simple utilizate la piscine să se fi optimizat deja, în schimb integrarea acestora în sisteme mari nu a atins nici maturitatea tehnologică, nici pe cea economică. Tabelul 4.13 arată căile medii de evoluție ale mai multor tehnologii de încălzire.
figura 4.3: producția de țiței a globului în perioada 1950 - 2011 și previziuni până în 2050
4.9.1 ipoteze privind declinul producției de țiței
1960
În prezent, principala materie primă pentru producerea de căldură din surse regenerabile este biomasa solidă, respectiv lemnul în diverse forme – de la deșeurile și reziduurile lemnoase până la peleții obținuți din specii forestiere cu ciclu de producție scurt. Costurile biomasei sunt la fel de versatile: în Europa, acestea se situează între 1 și 6 €/GJ pentru produsele de cherestea, la peste 2-7 €/GJ fpentru lemnele de foc și în intervalul €/GJ pentru peleți.43
• în al doilea rând, începând din 2012 resursele financiare trebuie să curgă în direcția dezvoltării de piețe noi, de amploare, pentru tehnologiile energetice care utilizează surse regenerabile și care cresc eficiența energetică, pentru a se evita „blocarea” într-o nouă infrastructură destinată combustibililor fosili.
1950
Încălzirea prin cogenerare (CHP) este o altă opțiune pentru care sunt disponibile o gamă largă de tehnologii. Această tehnologie energetică este deosebit de variată, întâlnindu-se la combustia combinată în marile centrale de cogenerare pe cărbune, la gazeificarea biomasei în combinație cu CHP la obținerea biogazului din reziduuri umede. Pe de altă parte, deseori costul energiei termice depinde în primul rând de producția de electricitate.
În ton cu această modelare, [R]evoluția Energetică trebuie să traseze un parcurs clar de eliminare treptată a țițeiului (pe termen scurt) și a gazelor (pe termen mediu și lung). Acest parcurs a fost identificat în baza unei analize detaliate a resurselor petrolifere convenționale la nivel global, a infrastructurii curente asociate acestor industrii, a capacităților de producție estimate pentru puțurile de țiței existente și a planurilor de investiții cunoscute la sfârșitul lui 2011. Calea de parcurs a industriei petroliere între anii 2012 și 2050 se bazează pe resursele de combustibili fosili rămase, fără noi explorări în ape de mare adâncime sau în apele Oceanului Arctic, precum și fără exploatarea șisturilor și a nisipurilor bituminoase – din două motive:
1980
Căldura acviferelor sau a rezervoarelor geotermale de adâncime poate fi folosită direct în cadrul centralelor de încălzire hidrotermale pentru a satisface necesarul de căldură în apropierea centralei sau a fi inclusă în rețeaua de termoficare în cazul mai multor tipuri de energie termică. Din cauza costurilor de forare ridicate, energia geotermală de adâncime se pretează mai ales în cazul aplicațiilor mari, în combinație cu rețelele de termoficare. Acest proces este deja fezabil din punct de vedere economic și se practică de multă vreme în locurile unde acviferele se găsesc aproape de suprafață. În Europa, aplicațiile geotermale de adâncime în scopul încălzirii presupun cheltuieli de investiție între 500€/kWth (adâncime mică) și 3000 €/kWth (adâncimi mari), costul depinzând puternic de adâncimea de forare.
Economia de scară se aplică în cazul centralelor de peste 500 kW, cu cheltuieli de investiție între 400 și 700 €/kW. Centralele de încălzire pot furniza căldură industrială sau pot alimenta cartiere întregi. Chiar dacă rețelele de termoficare presupun investiții suplimentare, utilizarea biomasei solide pentru producerea de căldură prezintă un mare potențial, atât în cazul centralelor de încălzire mici, cât și al celor mari racordate la rețeaua de termoficare locală.
1970
4.8.2 aplicațiile energiei geotermale de adâncime
Mai mult de 80% din totalul energiei furnizate în prezent are la bază combustibili fosili. Produsele petroliere domină tot sectorul transporturilor; împreună cu gazele, alimentează sectorul încălzirii, iar combustibilul cel mai folosit pentru producerea energiei electrice este cărbunele. În fiecare sector există diverse combinații cu tehnologii energetice din surse regenerabile sau cu tehnologii de eficientizare energetică, în funcție de resursele disponibile pe plan local, de infrastructură și – într-o anumită măsură – de stilul de viață. Căile de utilizare a tehnologiei energetice din surse regenerabile prezentate în scenariul de față pornesc de la baza tehnologiilor comerciale disponibile în prezent, de la situația pieței și de la previziunile privind evoluția pieței elaborate de diverse asociații din industria energiei din surse regenerabile, precum Consiliul Global al Energiei Eoliene, Asociația Europeană a Industriei Fotovoltaice și Consiliul European privind Energia Regenerabilă, DLR și Greenpeace International.
proiecte noi fsu africa america latină asia, țări nemembre ale ocde india china asia oceania, țări membre ale ocde europa, țări membre ale ocde america de nord, țări membre ale ocde
49
4
ipoteze privind eliminarea treptată a combustibililor fosili
previziuni privind costul tehnologiilor de încălzire din surse regenerabile
Colectoarele solare depind de iradierea directă a soarelui, de aceea producția de energie depinde de amplasament. În regiunile foarte însorite, sistemele simple cu termosifon pot să acopere întregul necesar de apă caldă al locuințelor cu cheltuieli de instalare de circa 400 €/m2. În zonele din Europa mai puțin expuse la soare, unde este necesar un spațiu de încălzire suplimentar, costurile de instalare a instalațiilor cu pompare sunt duble. În aceste zone, economiile la scară ar putea conduce la scăderea semnificativă a costului încălzirii solare. Se cunosc sisteme de colectoare solare la scară mare care costă 250-600 €/m2, în funcție de cota-parte a energiei solare folosite în instalația de încălzire și de nivelul de stocare necesar.
Există un amplu portofoliu de tehnologii moderne care produc căldură din biomasă, de la sobele mici pentru o singură cameră până la centralele de încălzire sau CHP la scară de megawați. Costurile investiției prezintă o varietate similară: sobele simple pe lemne se pot achiziționa de la 100 €/kW, în timp ce instalațiile automate mai sofisticate, care acoperă întreg necesarul de căldură al clădirii, sunt semnificativ mai scumpe. Boilerele pe lemne sau peleți costă între 400 și 1200 €/kW, sistemele mai mari fiind mai ieftine decât cele mici.
• în primul și în primul rând, pentru a reduce emisiile de carbon și a salva clima;
scenarii privind furnizarea energiei în viitor |
scenarii privind furnizarea energiei în viitor |
4.8.1 tehnologiile solar-termale
4.9 ipoteze privind eliminarea treptată a combustibililor fosili
1960
4
Încălzirea din surse regenerabile are cea mai lungă tradiție dintre toate tehnologiile de acest tip. EREC și DLR au realizat un studiu privind costul tehnologiilor de încălzire din surse regenerabile în Europa, analizând costurile de instalare a acestora – de la sisteme de colectoare solare directe până la aplicații geotermale și de captare a căldurii ambientale sau tehnologii pe bază de biomasă. Raportul arată că unele tehnologii sunt mature și concurează deja pe piață – cu precădere sistemele simple de încălzire din sectorul casnic, însă tehnologiile mai sofisticate, ce ar putea acoperi o parte mai mare a cererii de căldură din surse regenerabile, sunt încă în stadiu de dezvoltare și destul de scumpe. Și barierele pieței încetinesc procesul de implementare și reducere a costurilor asociate sistemelor de încălzire din surse regenerabile, mai ales în cazul rețelelor de încălzire. Cu toate acestea, ne putem aștepta la o rată de învățare semnificativă dacă încălzirea din surse regenerabile se introduce pe scară tot mai largă, conform estimărilor din scenariul privind [R]evoluția Energetică.
4.8.4 aplicațiile biomasei
1950
4.8 previziuni privind costul tehnologiilor de încălzire din surse regenerabile