Mediul și energia regenerabilă

INTRODUCERE. VIAŢĂ - ENERGIE – MEDIU

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.

Una dintre problemele principale, de a cărei soluţionare depinde dezvoltarea civilizaţiei noastre, problema care a revenit pe primul plan al preocupărilor oamenilor de ştiinţă, este asigurarea cu energia necesară dezvoltării activităţilor de bază, care condiţionează evoluţia progresivă a nivelului de trai al populaţiei globului terestru.

Creşterea nivelului de trai nu poate avea loc fără o creştere corespunzătoare a consumului de energie. De aceea, atunci când vrem să analizăm necesarul consumului de energie este util să trecem în revistă evoluţia istorică a acestuia. Consumul minim de energie necesar unui om este cantitatea de energie obţinută din hrana necesară pentru a trăi. În urmă cu un milion de ani, ca de altfel şi astăzi, în unele regiuni de pe glob, oamenii trăiesc cu hrana ce conţine circa 1800 calorii pe zi de fiecare om sau, dacă am măsura energia în unităţile cu care ne-am obişnuit, doi kilowaţi-oră/ zi/ om. Această energie este consumată în două scopuri: asigurarea unei temperaturi constante a corpului şi asigurarea energiei mecanice necesară pentru mişcările cu care omul îşi procură hrana şi în diferite deplasări.

Transformarea energiei chimice din alimente în energie termică, căldura necesară menţinerii temperaturii corpului, cât şi în energia mecanică a muşchilor, se realizează prin procedee biologice incomplet cunoscute. Sursa principală de energie acum un milion de ani, ca de altfel până la descoperirea energiei nucleare, era energia solară care, prin procesul de fotosinteză, producea hidrocarburile necesare hranei.

În urmă cu aproximativ o sută de mii de ani s-a facut un salt important, prin utilizarea controlată a focului.

Energia solară, transpusă prin fotosinteză în lemn, este prima sursă de energie pe care omul o transformă, prin mijloace externe, în formele de energie necesare lui, în primul rând în căldură. Lemnul devine primul combustibil care, printr-un proces chimic, combinarea carbonului cu oxigenul din aer, se transformă în energie termică. Energia termică astfel produsă este utilizată pentru prepararea hranei, încălzirea şi iluminarea locuinţei. Totodată, ea îi permite omului să prelungească ziua şi să sperie animalele periculoase în cursul nopţii, când acestea devin periculoase.

Un salt simţitor, care a deschis o nouă eră în economia energetică, s-a făcut cu circa 7000 de ani înaintea erei noastre, când omul a învăţat să domesticească animalele şi să facă agricultură. În societatea agricolă, hrana este produsă prin cultivarea pământului şi omul nu numai că poate mânca mai mult, consumând circa 4 kWh pe zi, dar are un surplus cu care poate să hrănească animalele domesticite, care îi folosesc pentru a produce energia mecanică necesară în transport şi în cultivarea pământului.

Dezvoltarea agriculturii a condus la o despădurire accentuată a suprafeţelor terestre, pentru a se obţine terenurile necesare cultivării plantelor agricole. Astfel, în regiunile populate, a început o despădurire intensă. Întrucât prin despădurire această sursă începe să se micşoreze, era de aşteptat ca, în timp, să se ivească o problemă a resurselor de energie termică.

Energia solară se manifestă la suprafaţa Pământului şi sub formă de energie mecanică a vânturilor şi a apelor. Deşi aceste surse au fost folosite cu câteva sute de ani înaintea erei noastre, totuşi, utilizarea lor intensivă începe abia în jurul anului 1400 al erei noastre, când se extinde utilizarea energiei apei şi a vântului. Aceasta introduce o producţie suplimentară de energie şi atrage după sine un consum industrial de energie.

Dispariţia treptată a pădurilor şi creşterea consumului casnic şi industrial împing oamenii către introducerea în circuitul energetic a combustibililor fosili: cărbune, petrol şi gaze naturale, care, în raport cu lemnul, au o putere calorifică mult mai mare pe unitatea de masă sau volum.

După anul 1800, cărbunele începe să fie utilizat intens, odată cu introducerea în circuitul industrial al maşinilor cu abur. Apoi, odată cu apariţia motoarelor cu explozie, începe exploatarea tot mai intensă a petrolului.

În secolul al XIX- lea structura cosumului de energie începe să reflecte aspectele societăţii industriale. Consumul pentru hrană creşte la 8 kWh/zi/om, consumul casnic este mult mai mare, de 36 kWh/zi/om, consumul industrial devine 27 kWh/zi/om, iar consumul pentru transport creşte apreciabil, la 16 kWh/zi/om.

Secolul XX introduce ca noutate posibilitatea transformării energiei termice şi a energiei mecanice în energie electrică. Energia electrică se substituie din ce în ce mai mult altor forme de energie, datorită uşurinţei cu care este transportată la distanţă şi a posibilităţii de a o transforma în alte forme de energie utilă ca: energie mecanică, lumină, căldură, energie chimică. Acest lucru a făcut ca astăzi, din totalul energiei consumate, peste 30 % să fie energie electrică.

Actualmente, repartiţia cosumului de energie pe cele patru categorii (hrană, casnic, industrial şi transport) se caracterizează printr-o creştere de 4 -5 ori faţă de secolul trecut.

Deci, cele patru cicluri energetice prin care a trecut omenirea sunt:

-omul izolat, cu posibilităţile de conversie biologică a energiei chimice, având un consum de 2 kWh/zi/om;

-societatea de vânători, care utiliza arderea lemnului ca o posibilitate de conversie externă a energiei regenerative înmagazinate prin fotosinteză, cu un consum de 5 kWh/zi/om;

-societatea agricolă, care conduce la distrugerea pădurilor, a sursei de energie regenerativă, cu un consum de 8 kWh/zi/om ;

-societatea industrială modernă, caracterizată prin utilizarea energiei regenerabile, a combustibililor fosili şi nucleari şi prin posibilităţi de conversie a energiei dintr-o formă în alta, cu un consum în continuă creştere.

Creşterea consumului de energie reflectă o creştere a nivelului de trai. Un aspect, deloc neglijabil, al creşterii nivelului de trai îl constituie posibilitatea de izolare a omului de mediul nociv extern şi crearea unor condiţii care să-i asigure o viaţă sănătoasă, un număr cât mai mare de ani. Viaţa medie creşte odată cu nivelul de trai şi cu consumul specific de energie.

Unica sursă de energie, care a alimentat civilizaţia noastră până în acest secol, a fost energia solară înmagazinată sub formă de energie chimică, prin procesul de fotosinteză, în surse regenerative (lemnul, apele, vântul) sau în combustibili fosili (cărbune, petrol, gaze naturale), a căror constantă de formare este de ordinul milioanelor de ani.