Resurse netradiționale de energie

Introducere

De ce anume acum a aparut intrebarea: ce asteapta omenirea – foamea energetica sau belsugul energetic? De pe paginile ziarelor si jurnalelor nu dispar articolele despre criza energetica. De la petrol izbucnesc razboaie, infloresc si saracesc state, se schimba guverne. Comunicarile despre lansarea noilor instalatii si noilor inventii in domeniul energeticii au devenit sensatii ziaristice. Se proiecteaza programe energetice mari, realizarea carora necesita eforturi enorme si cheltuieli colosale.Necesitatile omului cresc cum timpul, insa si numarul populatiei creste.

Savantii si inventatorii demult au prelucrat diferite mijloace de producere a energiei, in primul rind a celei electrice. Ar trebui de construit cit mai multe centrale electrice, si energie va fi atit cit e necesar!Astazi in lume au inceput serios sa se gindeasca la necesitatea pastrarii bogatiilor subpamintene si protectiei lor in fata hotilor. Ca numai asa aceste rezerve de combustibil pot ajunge pe 2-3 veacuri. Cu parere de rau, multe tari extactoare de petrol traiesc cu ziua de azi. Ei consuma necrutator rezervele petroliere daruite de natura-mama. In prezent aceste tari, mai ales cele din Golful Persic, se scalda in bani, negindindu-se, ca peste citeva decenii din aceste rezerve nu va ramine nimic. Ce se va intimpla, dar acesta va avea loc mai devreme sau mai tirziu, atunci cind rezervele de petrol si gaz vor seca? Cresterea curenta a preturilorla petrol, necesar nu numai energeticii, dar si transportului, si industriei chimice, a dus la cercetarea altor feluri de combustibili, necesari pentru inlocuirea petrolului si gazelor. Cel mai mult s-au pus pe ginduri acele tari care nu au resurse proprii de petrol si gaze naturale pe care ei sint nevoiti sa-l cumpere. Dar in lume tot mai multi savanti se ocupa cu cautarea noilor surse de energie netraditionala, care vor lua asupra lor unele griji de asigurare a omenirii cu energie. Solutia acestei probleme cercetatorii o cauta pe cai diferite. Cele mai preferate metode sint folosirea resurselor energetice a apei curgatoare si a vintului, a fluxului si refluxului, a caldurii subterane, a soarelui. Multa atentie se acorda dezvoltarii energeticii atomice, savantii cauta metode de reproducere pe Pamint a proceselor ce au loc pe suprafata stelelor

In societatea noastra industriala de energie depinde totul. Cu ajutorul ei se misca automobilele, zboara rachetele in cosmos. Cu ajutorul ei se poate praji piine, incalzi o incapere si pune in functiune conditionerele, lumina strazile, scoate in larg corabiile. Cineva poate spune ca energie este si petrolul si gazele naturale. Dar nu este asa.Insa, in Europa apar preocupari de ordin stiintific privind realizarea lanturilor energetice, cauzalitatii si legile energeticii, folosirea si economia acestor variate resurse.

Un sir de mari inventatori se vor ilustra in acest domeniu al cunoasterii umane, de la A. Lavoisier si D. Laplace (caldura rezultat al miscarii moleculare), pana la descoperirea si perfectionarea masinii cu aburi datorate lui Th. Newcomb, J. Watt si B. Rumford, de la E. Darwin si J. Dalton (corespondenta dintre caldura si lucru mecanic), pana la R. Mayer,

L. Colding, J. Joule ori H. Helmholtz. Desigur si alte nume prestigioase au marcat progresul cunoasterii si valorificarii resurselor energetice: H. Poincaré, W. Thomson-Kelvin, J.TH. Sielberman, W. Siemens, G. Westinghouse, N. Tesla

Preocuparile privind resursele regenerabile de energie s-au amplificat mai ales dupa cel de-al doilea razboi mondial, cand omenirea a fost confruntata cu primele crize majore energetice, indeosebi criza petrolului din a doua jumatate a secolului XX.

Principalele resurse de energie externa sunt: radiatia solara, energia solara la suprafata pamantului, influenta gravitationala a Soarelui si a Lunii. Sursele de energie interna se afla la originea caldurii interne a Pamantului (vulcani, cutremure, izvoare fierbinti).

Energia se afla in diferite forme in natura, iar prin conversie fenomenele energetice trec dintr-un sistem in altul. Iata de pilda unul dintre cele mai avantajoase lanturi energetice: energia - combustibili - caldura - electricitate - lucru mecanic. Alte exemple clasice in energetica sunt procesele care se produc in Soare (fuziune si fisiune), sau energia chimica din lemn si transformarea ei in energie termica si mecanica

O alta forma de clasificare dupa criteriul termodinamic arata existenta energiilor potentiale (energia chimica stocata in combustibili, energia hidraulica, potentialul radioactiv al unor elemente chimice) si energiile actuale (cinetice).

Dupa gradul de integrare a resurselor energetice in consumul economic actual, clasificarea devenita clasica este urmatoarea:

- resurse clasice (resursele energetice conventionale, lemnul, carbunii, hidrocarburile, energia hidraulica si combustibilii nucleari);

- resurse neclasice (surse neconventionale inepuizabile dar cu o pondere inca redusa in balanta energetica: radiatia solara, energia eoliana, energia geotermica, energia oceanelor s.a.);

- alte resurse energetice (aflate in stadii de laborator, pe baza unor tehnologii fizice si chimice promitatoare).

Prima forma de energie folosita de omul preistoric a fost forta lui fizica, prin care a reusit sa supravietuiasca civilizatiei primului val, de la culegator si vanator, la agricultor si mestesugar. Prin aparitia si folosirea cu indemanare a uneltelor si a primelor arme, si-a multiplicat forta lui fizica, pana la aparitia focului si descoperirea rotii.

Unele dintre resursele de energie neclasice (neconventionale) sunt folosite de omenire inca din antichitate, altele in ultimele doua secole, altele vor fi folosite probabil in urmatoarele decenii.

Aceste resurse neclasice prezinta un urias potential energetic, sunt de o mare complexitate, necesita investitii deosebite si tehnologii foarte avansate, sunt nepoluante, unele continue, altele regenerabile.

In acelasi timp, resursele energetice neconventionale constituie o mare sfidare, dar si o promisiune pentru omenirea mereu mai devoratoare de surse de energie.

Cele mai des intilnite tipuri de energie neconventionale

Energia solara

-constituie izvorul tuturor energiilor utilizate de omenire. Potentialul heliotermic echivaleaza cu peste 12.000.000 miliarde t combustibil conventional pe secunda. Din aceasta 80%, se consuma pentru evaporarea apei, 16% in fotosinteza, iar restul de 4% ar putea asigura inlocuirea intregului consum de combustibil.

Problema care trebuie rezolvata este captarea si transformarea in forme de energie utilizabile. Actualele obstacole in calea folosirii energiei solare sunt date de conversia radiatiei in caldura sau electricitate care se face cu pierderi de 80-90%. Captarea si reflectarea razelor solare, cu actualele mijloace, necesita suprafete vaste. Deoarece radiatia difera, in functie de latitudine, apare necesitatea stocarii si adaptarii la consum.

Cea mai frecventa utilizare a energiei solare o intalnim la incalzirea apei si a locuintelor. Sunt numeroase tarile (Franta, S.U.A., Japonia, Israel etc.) care au trecut la captarea si folosirea energiei solare.

In Franta au fost construite peste 1000 case solare si mai mult de 40.000 statii pentru apa calda. Exista proiecte dar si realizari experimentale de producere a electricitatii prin conversia fotoelectrica directa, cu celulele de siliciu sau fotopile, sau in centrale, pornind de la vaporii de apa obtinuti cu ajutorul caldurii solare. De pilda, la Odeillo, in Pirineii Orientali, uzina solara capteaza razele prin 63 de oglinzi, pe care le reflecta pe o oglinda parabolica, ce le concentreaza asupra unui cazan unde se produc vapori de apa la temperaturi inalte. O alta centrala mai puternica a fost construita la Torgassonne in Pirineii Occidentali, iar alta se afla in constructie in Corsica.

Se preconizeaza realizarea unor centrale spatiale, alcatuite din sateliti geostationari ce vor capta energia razelor solare, dirijand-o spre Pamant.

Din 1975, cand satelitul american Vanguard a folosit pentru prima data baterii solare, prin care energia luminoasa a fost transformata in energie electrica si pana la actualele proiecte, au fost facuti pasi importanti in vederea valorificarii energiei solare.

Energia geotermala

-constituie rezultatul cresterii temperaturii in interiorul scoartei cu circa 3 grade C la 100 m (gradient termic), sau cu 1 grad C la 33 m (treapta geotermica).

Ca urmare, apa calda sau vaporii cu temperaturi ridicate pot fi utilizate pentru producerea de electricitate. Forajele de adancime permit vaporizarea apei injectate si recuperarea vaporilor sub presiune in vederea productiei de energie electrica.

Pana acum experientele facute sunt incurajatoare. Ramane pe viitor posibilitatea de a capta uriasele energii ale vulcanilor, deocamdata trecandu-se la utilizarea gheizerelor si apelor termale.Importante amenajari geotermice s-au facut in Italia (Toscana), S.U.A. (California), Rusia (pen. Kamceatka), Islanda, Japonia, Noua Zelanda si Ungaria.

In Italia la Carderello, inca din 1904, a fost data in exploatare prima centrala geotermica din lume, unde temperatura inalta si presiunea vaporilor de apa emanati de soffioni, au fost intrebuintate ca sursa de productie a energiei electrice.