Evaluare potențial energetic la cultura de porumb

Capitolul I

1.1 Caracteristicile energetice ale porumbului

Culturile cele mai utilizate în scopuri energetice sunt cele de grâu, porumb, orez, orz, secară, sfeclă de zahăr, trestie de zahăr, cartoful, plantele oleaginoase, plantele erbacee (Miscanthus, Cynara, Panicum v).

Bioetanolul este definit ca alcool etilic de provenineţă naturală. Materiile prime utilizate în fabricarea bioetanolului sunt: materii prime glucidice (trestie de zahăr, sfecla de zahăr, sorgul zaharat, unele fructe etc); materii prime amidonoase (porumbul, grâul, cartoful, maniocul); materii prime lignocelulozice (lemnul şi alte materiale din plante fibroase).

Conţinutul în energie al bioetanolului este apreciat a fi în jur de 65 % din cel al benzinei.

Bioetanolul reprezintă în etapa actuală o sursă importantă pentru carburanţi şi combustibili, dar disponibilitatea materiei prime (mai ales cerealele) constituie una din constrângerile majore pentru a dezvolta fabricarea şi utilizarea acestui carburant.

Cultura de porumb, cu o medie de 2768 mii ha, a produs ≈ 7800 mii tone boabe, cultura de floarea soarelui de pe 914 mii ha a realizat circa 1100 mii tone/an; la cultura de rapiţă, de pe o suprafaţă de 165,5 mii ha s-au produs circa 225 mii tone seminţe, cultura de soia, cu aproximativ de 102,2 mii ha a produs 182 mii tone seminţe (≈ 4 mil. GJ).

Sintetizând calculele, se poate aprecia că în judeţul Cluj se pot realiza cantităţi importante de bioetanol din porumb ( între aprox. 58.000 litri şi 209.000 litri cu o medie de 113.000 litri/an) şi de biodisel din culturile oleaginoase pe an (între 13.000 tone şi 38.500 tone )

Calculându-se de exemplu bilanţul energetic la porumb pentru o producţie de 7264 kg/ha, din care 3200 kg boabe şi 4064 kg masa vegetala (media din perioada 2006-2010 în judeţul Cluj) a rezultat un consum energetic total de circa 27.000 Mj/ha pentru o producţie de energie la hectar de ≈ 130.000 Mj, deci un bilanţ energetic de 0,207, sau altfel spus 1 Mj consumat a produs 4,83 Mj producţie energetică.

1.2 Evaluarea potentialului energetic prin intermediul puterii calorifice, la recolta la hectar la porumb

Reinnoirea combustibilului din centrale care folosesc carbune este dictata de preturile energiei impuse de piata concurentiala.

Respectarea acesti restrictii reclama scaderea ponderii combustibililor in costul energiei de la 75% la 35% prin utilizarea unui nou combustibil (porumb) cu o putere calorifica de peste 4000 kcal/kg fata de carbune cu numai 1700 kcal/kg. Aceasta reinnoire aplicata in Romania – centrala de zona, conduce la obtinerea urmatoarelor preformante: reducerea la jumatate a costurilor energiei produce prin cogenerare, energia termica produsa din economii poate incalzi anual 2.106 apartamente, resursa umana se reconfigureaza prin transformarea minierilor in fermieri cultivatori de porumb diminuarea poluarii mediului se reduce total, cenusa rezultata din arderea porumbului este un ingrasamant performant pentru porumbul cultivat. Indicatorii tehnico-economici aplicati in acest caz la nivelul experimentului arata ca rata de formare a capitalului creste la 1,5 lei venit/leu investit, iar riscurile probabile se acopera lejer din profiturile realizate anual.

1.2 DESCRIEREA EXPERIMENTULUI PRIVIND UTILIZAREA ÎN CENTRALA ORADEA A NOII SURSE REGENERABILE

Problema reînnoirii combustibilului din centralele electrice care folosesc resursa primară sub forma cărbunelui de putere calorifică medie este dictată de noile condiţii ale vânzării energiei pe piaţa concurenţială. Îndeplinirea fără riscuri majore a cerinţelor pieţei reclamă scăderea ponderii combustibililor în costul energiei de la (70 - 75)% la (30-35)%. Această schimbare este susţinută şi de creşterea puterii calorifice a sursei primare noi la 4000 kcal/kg faţă de (1700 - 2300) kgcal/kg încorporată în cărbunele utilizat în prezent în centralele româneşti şi nu numai. Schimbarea resurselor primare clasice cu cele regenerabile reclamă eforturi financiare de proiectare a noilor cazane de ardere a noului combustibil şi de reproiectare a morilor de măcinare. Efectele acestor înnoiri sunt multiple şi anume: scăderea costurilor energiei electrice şi termice la jumătate din costul tradiţional, cărbunele se poate valorifica prin gazeificare iar resursa umană implicată în minerit se reprofilează pentru generarea culturilor care formează structura noii resurse regenerabile. Pe această cale se pot reduce preţurile, se pot obţine economii substanţiale de resurse şi se pot apropia structurile economico-inginereşti ale centralelor termoelectrice şi a celor de cogenerare de centralele care folosesc în prezent combustibili superiori.