1. Ce este energia termo
Principalele surse de energie de pe planeta noastră sunt: combustibilii fosili (cărbunii, petrolul, gazele naturale), forța apelor curgătoare, energia atomică, lumina soarelui, vântul și forța valurilor și a curenților marini.
Energia electrică poate fi considerată drept energie secundară întrucât nu se poate obține decât ca rezultat al unor procese de conversie. Energia termică este energia conținută de un sistem fizic, ce poate fi transmisă sub formă de căldură altui sistem fizic pe baza diferenței dintre temperatura sistemului care cedează energie și temperatura sistemului care primește energie.
Energia termică este generată în reactoare nucleare sau în centrale termice sau centrale termoelectrice cu cogenerare.
2. Cum se produce energia termică
O centrală termoelectrică (sau termocentrală) este o centrală electrică care produce energie electrică pe baza conversiei energiei termice obținută prin arderea combustibililor. Curentul electric este produs de generatoare electrice antrenate de turbine cu abur, turbine cu gaze, sau, mai rar, cu motoare cu ardere internă.
O centrală termoelectrică realizează producerea de energie electrică utilizând ca sursă primară de energie, energia chimică a combustibililor fosili. Lanțul transformărilor energetice ce au loc într-o termocentrală este prezentat în figura următoare:
Uneori sunt considerate termocentrale și instalația care transformă energia termică provenită din alte surse, cum ar fi energia nucleară, solară sau geotermală, însă construcția acestora diferă față de cea a centralelor care se bazează pe ardere.
Atunci când centrala furnizează și căldură consumatorilor casnici sau industriali, vorbim despre termoficare. Termoficarea reprezintă încălzirea centrală, folosind ca agent termic apa fierbinte produsă în centrale electrice de termoficare, sau aburul uzat din diferite procese tehnologice. Același agent termic este folosit și la producerea apei calde de consum. Căldura necesară termoficării este obținută de obicei prin cogenerare în termocentrale arzând combustibili fosili, iar mai recent se utilizează şi biomasa.
3. Clasificarea termocentralelor
După destinație, termocentralele se clasifică în:
- Centrale termoelectrice (CTE), care produc în special curent electric, căldura fiind un produs secundar. Aceste centrale se caracterizează prin faptul că sunt echipate în special cu turbine cu abur cu condensaţie sau cu turbine cu gaze. Mai nou, aceste centrale se construiesc având la bază un ciclu combinat abur-gaz.
- Centrale electrice de termoficare (CET), care produc în cogenerare atât curent electric, cât şi căldură, care iarna predomină. Aceste centrale se caracterizează prin faptul că sunt echipate în special cu turbine cu abur cu contrapresiune.
4. Mod de funcționare
Termocentralele funcționează pe baza unui ciclu Clausius-Rankine. Sursa termică, cazanul, încălzește şi vaporizează apa. Aburul produs se destinde într-o turbină cu abur producând lucru mecanic. Apoi, aburul este condensat într-un condensator. Apa condensată este pompată din nou în cazan şi ciclul se reia. Turbina antrenează un generatorde curent alternativ (alternator), care transformă lucrul mecanic în energie electrică.
Ciclul Clausius-Rankine este un ciclu din care se obține energie electrică din energie chimică, prin intermediul energiei termice (furnizate de combustibili fosili in cazul termocentralelor). Ciclul Clausius-Rankine are 4 pași de funcționare (este format din două izobare + două adiabate).
Pe înțelesul tuturor: sursa termică (cărbunele care arde), încălzește cazanul și vaporizează apa. Aburul produs se destinde într-o turbină cu abur producând lucru mecanic care mai apoi este convertit în energie electrică de către generatorul atașat de turbina. Apoi, aburul este condensat într-un condensator. Apa condensată este pompată din nou în cazan și ciclul se reia.
5. Principalii factori poluanți la termocentralele alimentate cu cărbune
- Zgură și cenușa zburătoare, denumite generic praf;
- SO2;
- NOX;
- CO2;
- Metale grele – în concentrații foarte mici;
- Poluarea fonică;
- Poluarea radioactivă.
6. Metode de reducere a emisiilor poluante
- Pentru praf: electrofiltre cu performanțe superioare;
- Pentru SO2 – realizare instalaţii de desulfurare;
- Pentru NOx – modernizare cazane și arzătoare;
- Pentru CO2: – reducerea consumurilor prin creșterea eficienței, captarea CO2, descoperirea unor alte tehnologii.
7. Termocentralele în România – scurt istoric
Anul 1963 – punerea în funcțiune a primului grup de 100 MW la CTE Luduș (Iernut); Primul grup de 100 MW din țară și cel mai mare la acea vreme;
Anul 1966 – punerea în funcțiune a primului grup cu turbine cu gaze de 36,5 MW la CET București Sud; Cel mai mare grup cu turbină cu gaze din țară;
Anul 1966 – punerea în funcțiune a primului grup de 200 MW la CTE Luduș (TA5); Primul grup de 200 MW din țarăsi cel mai mare la acea vreme;
Anul 1967 – punerea în funcțiune a primului grup de 315 MW la CTE Ișalnița, cel mai mare din țară la momentul respectiv;
Anul 1977 – punerea în funcțiune la CTE Rovinari a primului grup de 330 MW de construcție românească (TA4);Primul grup de construcție românească de 330 MW;
Anul 1977 – Termocentrala Turceni, așezată în sudul județului Gorj, la jumătatea distanței dintre Tg-Jiu și Craiova, cea mai mare termocentrală construită în SEN.
8. Energia termică în România
România este una dintre cele mai bine poziţionate pieţe, din punct de vedere energetic, la nivelul UE, ocupând locul 5 la producţia de petrol şi gaze naturale, cu perspective importante de creştere, dacă se iau în calcul dezvoltările din Marea Neagră şi proiectele de gaze de şist. Principalele termocentrale din România aparţin Complexului Energetic Oltenia (CEO) SA Târgu-Jiu, ale cărui sucursale electrocentrale (SE) dispun de capacităţi de producţie a energiei electrice pe bază de lignit cu o putere totală instalată de 3.240 MW. Aceasta este asigurată de 11 grupuri energetice (din cele 17 grupuri construite iniţial), pe baza lignitului extras din bazinul carbonifer al Olteniei (unde se concentrează peste 90% din rezerva de lignit a României, cele mai mari zăcăminte fiind în judeţul Gorj). Există 4 blocuri energetice de câte 330 MW fiecare la SE Turceni, 3 blocuri de câte 330 MW la SE Rovinari, 2 blocuri de câte 315 MW la SE Işalniţa şi 2 blocuri de câte 150 MW la SE Craiova II.
În condiţiile în care consumul intern este unul scăzut, iar preţurile acoperă cu greu costurile de producţie, întărirea capacităţii de export este o soluţie pentru ca toată energia termo să-şi găsească un client final. Cel mai relevant document programatic în plan intern, care abordează problematica Infrastructurilor Strategice în domeniul Energetic este Proiectul Strategiei Energetice a României în Perioada 2007–2020, elaborat în luna mai 2007 şi promovat de către Parlamentul României. Viziunea acestuia, însă, nu mai corespunde realităţilor actuale, fiind necesară o nouă strategie energetică viabilă şi performantă, care să stabilească liniile de dezvoltare pentru un sector cu puternice implicaţii în economie şi să permită României să joace rolul pe care îl merită pe piaţa europeană a energiei.
Specialiştii în domeniu afirmă că România mai are lignit pentru încă 50 de ani (după ce în ultimii 50 de ani s-a extras o cantitate de peste un miliard de tone de cărbune), în timp ce petrolul, gazele sau uraniul ar putea dispărea în mai puţin de 20 de ani.
Concluzie: Cu toate acestea, energia termo ar putea fi scoasă treptat din ecuaţie, dacă producţia de gaze a României ar creşte în urma descoperirilor din Marea Neagră şi a eventualei exploatări a gazelor de şist. Numai că, în contextul actual, explorarea gazelor de şist se loveşte de opoziţia fermă a populaţiei, îngrijorată de vicierea irecuperabilă a mediului ambiant, fiind de aşteptat ca aceasta să se intensifice în cazul exploatării acestor resurse.
Acest articol face parte din proiectul #Energy101. Mai multe informatii, aici.
