Tinerii de azi - viitorii specialisti in tehnologii moderne

Tinerii de azi - viitorii specialisti in tehnologii moderne

ARGUMENT

Avand in vedere ca prima din topul celor zece probleme ale umanitatii in urmatorii 50 de ani este considerata de experti ca fiind problema energiei, solutiile posibile identificate de acestia sunt legate de noi sisteme energetice utilizand surse de energii regenerabile si de o economie bazata pe hidrogen.

Posibile solutii pentru problema energiei:

Sisteme energetice cu integrarea surselor de energii regenerabile, ce au ca avantaje:

Diminuarea efectului schimbarii climatice

Reducerea poluantilor toxici

Diminuarea pericolului epuizarii rezervelor naturale de petrol

Reducerea considerabila a impactului negativ asupra economiei, mediului si starii de sanatate a populatiei

Economia bazata pe hidrogen:

Se refera la o serie de tehnologii (hightech sau tech) si la infrastructura necesara in care hidrogenul este purtatorul de energie

Reduce si eventual elimina dependenta de combustibilii fosili, reduce si eventual elimina poluarea in particular in locul utilizarii, reduce emisiile de gaze cu efect de sera, creste durabilitatea sistemelor energetice.

Acestea presupun tehnologii moderne de producere si stocare a energiei si a combustibililor. Cunoastere si utilizarea de catre tinerii absolventi a acestor noi tehnologii si a problematicii care le genereaza, este o provocare pentru invatamantul romanesc.

ENERGII REGENERABILE

Premise

Efectele schimbarii climatice

Cresterea efectului de sera ridica temperatura globala a planetei.

Concentratia de bioxid de carbon (CO2), gazul de sera cu ponderea cea mai ridicata, a crescut cu 30% inca din era pre-industriala. Efectele combinate ale tuturor gazelor cu efect de sera (CO2, metan,ozon, . ) sunt echivalente cu o crestere a CO2 cu 50% fata de acea perioada.

Fata de anul 1860, temperatura medie a scoartei terestre a crescut cu 0,6°C. Conform

statisticilor, in anul 2100 temperatura va inregistra o crestere intre 1,5 si 6°C, daca filierele energetice si planul de consum nu vor fi modificate. Aceasta crestere considerabila este insotita, ca si consecinsa, de o crestere a nivelului marii de la 20 cm la 1 m. Daca modificarea climatului se dovedeste ireversibila, reducerea acestei evolutii este insa posibila prin diminuarea semnificativa a emisiilor de gaze cu efect de sera.

Cresterea cererii de energie

Expertii prevad ca pana la jumatatea secolului, cererea energetica se va dubla, avand in vedere cresterea consumului de energie.

Limitarea rezervelor de combustibili fosili

Aceasta genereaza urgenta dezvoltarii unor noi tehnologii, inevitabil scumpe la inceput.

La acelasi consum, se estimeaza ca rezervele actuale de petrol se vor epuiza in circa 40 de ani.

Rezervele actuale de gaz natural, la acelasi consum, se prevede a fi epuizate in 60 de ani, dar consumul de gaz creste in fiecare an. Dar, daca se inlocuiesc petrolul si carbunele cu gaz, pentru reducerea emisiilor cu efect de sera, rezervele se vor consuma in maxim 17 ani. Inlocuirea energiei nucleare cu energia produsa prin intermediul gazului natural de catre unele tari poate accelera consumarea resurselor.

Carbunele este combustibilul fosil cu rezervele cele mai importante. Se estimeaza ca acestea ar fi suficiente pentru inca cel putin 200 de ani.

Cererea energetica pana in 2050 va fi indeplinita in mare parte, ca si acum, prin energia produsa de combustibili fosili, fapt care va avea consecinte dramatice asupra mediului, ignorand necesitatile generatiilor viitoare.

Pentru ca cresterea temperaturii sa nu fie mai mare de 13°C, trebuie ca totalul emisiilor de gaz in secolele viitoare sa reprezinte cel mult o treime din emisiile cauzate de arderea resurselor accesibile de gaz natural, petrol si carbune. Aceasta inseamna sa se interzica umanitatii arderea a doua treimi din energia accesibila si relativ ieftina. Nu este deci rezonabila speranta precum careia, consumarea rapida a resurselor va determina reducerea naturala a emisiei de gaze cu efect de sera.

Context

Anul 1986 este anul in care s-a definit conceptul de dezvoltare durabila dupa cum urmeaza: 'satisfacerea necesitatilor prezentului fara a ipoteca capacitatea generatiilor viitoare de a-si satisface propriile necesitati'.

Acest concept implica interesul dezvoltarii a noi surse de energie si minimizarea reziduurilor care afecteaza mediul. Combustibilii fosili se prezinta ca o resursa finita si economic limitata, inducand emisii ce afecteaza mediul si contribuie la schimbarea climatului. Un sistem energetic durabil trebuie sa integreze surse de energie regenerabile si lanturi de ardere cu emisii reduse, accesibile la costuri acceptabile. Din fericire, faptul ca stabilizarea noilor infrastructuri energetice dureaza decenii, un numar din ce in ce mai mare de mari companii se implica in dezvoltarea si comercializarea acestor noi tehnologii.

2.3. Angajamente si perspective

Tratatul de la Kyoto

In 1997, prin tratatul de la Kyoto s-a fixat ca obiectiv reducerea cu 5,2% a reziduurilor de gaz cu efectde sera pe plan mondial, pana in 2010 fata de 1990. Uniunea Europeana promite o reducere cu 8% a emisiilor pentru 2010 si fiecare dintre membrii sai si-a asumat propria cota a emisiilor, tinand cont de particularitatile fiecarei tari. Mai mult de jumatate dintre tari trebuie sa-si reduca emisiile (Germania, Austria, Belgia, Danemarca, Italia, Luxemburg, Olanda), anumite tari trebuie sa-si stabilizeze emisiile (Franta, Finlanda), in timp ce alte tari sunt autorizate sa-si creasca emisiile (Grecia, Irlanda, Portugalia, Spania, Suedia).

Pentru a opri cresterea concentratiei de bioxid de carbon prezent in atmosfera pana in 2050, trebuie injumatatite emisiile actuale la nivel planetar si deci reduse de 3 pana la 5 ori in tarile dezvoltate.

Uniunea Europeana si dezvoltarea energetica durabila

La inceputul anilor 2000, Comisia Europeana a facut din dezvoltarea energiilor regenerabile o prioritate politica scrisa in Cartea Alba 'Energie pentru viitor: sursele de energie regenerabila' si Cartea Verde 'Spre o strategie europeana de securitate a aprovizionarii energetice'.

Comisia si-a fixat ca obiectiv dublarea ponderii energiilor regenerabile in consumul global de energie de la 6% in 1997 la 12% in 2010. Acest obiectiv este inserat intr-o strategie de securitate a aprovizionarii si dezvoltare durabila. Un efort semnificativ trebuie realizat in domeniul electric. In cadrul Uniunii Europene, partea de electricitate produsa pe baza surselor de energie regenerabila trebuie sa ajunga la 22,1% in 2010 fata de 14,2% in 1999. Acest obiectiv definit pentru Europa celor 15 in acel moment a fost revazut sensibil, pentru Europa celor 25, ponderea electricitatii produse pe baza surselor de energie regenerabila trebuind sa atinga 21%.

Perspective tehnologice

Viitorul sistem energetic, avand slabe emisii de gaz cu efect de sera, va avea la baza, probabil, o combintie de energii, de vectori de convertoare de energie, care se vor regasi sub forme diferite in diverse regiuni ale lumii.

Se pot distinge cateva tendinte ale viitorului nostru energetic:

O crestere a partii de energii regenerabile este previzibila, dar importanta sa va depinde de reducerea costurilor si de progresele realizate in stocarea masiva de electricitate, care va permite integrarea in retelele electrice a unor cantitati mari de energie produsa discontinuu si distribuita. Pe termen lung, este putin probabil ca fiecare din sursele de energie regenerabile sa depaseasca 10% din necesarul mondial de energie, dar dupa previziunile cele mai optimiste combinatia lor le-ar putea permite atingerea ponderii de 30 pana la 50% din piata, catre jumatatea secolului (la inceputul anilor 2000, ansamblul energiilor regenerabile reprezenta 10% din productia energetica).

Energiile pe baza de combustibili fosili vor fi utilizate inca pe perioada mai multor zeci de ani, mai ales energiile cu continut redus de carbon cum ar fi gazul. Captarea si stocare bioxidului de carbon in conditii acceptabile din punct de vedere economic constituie singura optiune tehnologica susceptibila sa autorizeze utilizarea resurselor fosile, limitand totodata concentratia de CO2 in atmosfera, in asteptarea unor evolutii tehnologice importante.

Energia nucleara nu genereaza CO2, cu exceptia CO2-ului emis in timpul constructiei centralelor si in procesul imbogatirii uraniului consumat in aceste centrale. Acest tip de energie va continua sa fie dezvoltat si pe termen lung prin dezvoltarea fusiunii nucleare, ale carei perspective se contureaza tocmai spre anul 2050.

Dezvoltarea reactoarelor cu combustie ar putea permite dezvoltarea unei 'economii de hidrogen'. Producerea de hidrogen nu genereaza CO2, daca hidrogenul este produs plecand de la energii regenerabile, nucleare sau fosile cu retinerea CO2. Statele Unite, care nu au ratificat tratatul de la Kyoto deoarece l-au considerat un factor de constrangere pentru economia lor, au lansat in 2003 un ambitios program de cercetare menit a reduce costurile productiei de hidrogen, controlul emisiile de gaz cu efect de sera, coordonarea stocarii acestora si reducerea costului reactoarelor cu combustie.

Surse regenerabile de energie

a.     Sursa eoliana

Europa are 9% din potentialul eolian disponibil in lume. Ea a produs insa 50 TWh electricitate de origine eoliana in 2002, productia mondiala fiind de 70 TWh.

b.     Sursa solara

Durata de viata a astrului solar este de 5 miliarde de ani, ceea ce conduce la concluzia ca, pe scara noastra a timpului, el reprezinta o energie inepuizabila, deci regenerabila.

Energia solara termica - produce apa calda utilizata in cladiri sau abur pentru actionarea unor turbine generatoare de energie electrica

Energia solara fotovoltaica - produce direct electricitate prin intermediul celulelor fotovoltaice, utilizand sisteme moderne de conversie

Baterie solara Laptop si telefon cu baterii solare reincarcabile

reincarcabila

Energie solara termica, fotovoltaica si eoliana - in zone izolate

c.     Sursa hidro

Este prima sursa regenerabila de electricitate (surse hidro de mare putere, surse hidro de mica putere, energia mareelor si cea a valurilor). In anul 2000 s-au produs 2700 TWh/an, iar pentru anul 2050 se estimeaza o productie de 8100 TWh/an prin dublarea, competitiva economic, a puterii instalate.

d.     Sursa geotermica

Resursele geotermice cu temperatura scazuta (mai mica de 100°C) sunt extrase cu pompe termice in scopul eliberarii unei cantitati de caldura prntru diferite necesitati

Resursele geotermice de temperatura ridicata (150°C-300°C) presupun pomparea apei la suprafata, unde prin schimbatoare de caldura se obtin vapori, utilizati in turbine, ca si in cazul centralelor termice clasice

e.     Biomasa

Furnizeaza biocombustibili in general sub forma solida si biocarburanti, in general sub forma lichida. Cresterea potentialului de biomasa presupune recuperarea sistematica a deseurilor. Este utilizata frecvent in sisteme de cogenerare care produc electricitate si in centralele clasice prin valorificarea caldurii, altfel pierduta.

TEHNOLOGIILE MODERNE - O PROVOCARE PENTRU INVATAMANTUL ROMANESC

TRILEMA LUMII CONTEMPORANE