nZEB

 

nZEB este acronimul pentru "nearly zero energy building" (clădiri cu consum energetic aproape de zero).

Deși conceptul există și este parțial inclus în legislația europeană și națională, majoritatea românilor nu sunt familiarizați cu el și de aceea am decis să dau câteva explicații pe această temă.

Energia consumată de clădiri reprezintă aproape jumătate din consumul energetic la nivelul UE și de aceea s-a pus problema reducerii acestor consumuri, atât din motive climatice cât și din motive economice.

În primul rând, vorbim de energia pentru climatizare (încălzire iarna și răcire vara). 

Pentru a reduce aceste consumuri energetice prima măsură pe care trebuie să o luăm este să limităm pierderile de căldură prin pereți și ferestre. 

Conform standardelor europene, noile clădiri trebuie să fie prevăzute cu o izolație termică corespunzătoare, atât prin folosirea unor materiale izolatoare pentru pereți, cât și prin folosirea ferestrelor termopan.

Dar nZEB nu se referă doar la izolația termică.

Clădirile noi ar putea fi proiectate de la bun început să își procure singure o parte din energia necesară prin panouri solare pentru încălzirea apei, panouri fotovoltaice sau alte sisteme de captare a energiilor regenerabile.

De asemenea, aparatura folosită în clădiri ar putea fi proiectată pentru un consum energetic minim.

Combinând aceste principii de proiectare se pot obține clădiri cu consum energetic aproape de zero.

În alte țări, există cartiere întregi construite pe principii nZEB. La noi vedem mai rar case de acest tip. Doar partea de izolare termică începe să fie aplicată mai des.

În cazul clădirilor deja construite, soluțiile sunt limitate. Putem să anvelopăm termic un bloc sau să folosim aparate cu consum redus la noi acasă, dar nu vom ajunge la performanțele unei clădiri proiectate de la început pe principii nZEB.

Dar în cazul clădirilor noi, ar fi bine să se extindă și la noi aceste principii de proiectare. 

Chiar dacă inițial costul de construcție este mai mare, investiția se recuperează în câțiva ani prin reducerea semnificativă a facturilor legate de consumul energetic al clădirii respective.

Hidrogenul

 

 Hidrogenul este prezentat de unii ca o sursă de energie curată și de aceea consider că ar fi bine să discutăm puțin și despre el.

Hidrogenul este cel mai ușor și mai simplu dintre elementele chimice. Atomul de hidrogen este alcătuit dintr-un singur proton și un singur electron.

Hidrogenul poate reacționa cu oxigenul și din această reacție rezultă apă dar și o cantitate semnificativă de energie. 

Această energie poate fi valorificată și ca energie termică în motoare (cum ar fi cel de rachetă) sau în diferite procese industriale, dar poate fi convertită și în electricitate cu ajutorul pilelor de combustie.

Avantajul ar fi că din această reacție nu rezultă dioxid de carbon sau alți poluanți ci doar vapori de apă.

Problema este că deși hidrogenul este cel mai răspândit element din Univers (este materia de bază din care sunt făcute stelele), hidrogenul în formă pură este destul de rar pe Pământ. 

Există mult hidrogen pe planeta noastră, dar cea mai mare parte nu e în formă pură ci legat în alte molecule (apă, metan, grăsimi, proteine, glucide și multe altele).

Există și unele zăcăminte subterane de hidrogen pur. Acest hidrogen extras direct din pământ se numește "hidrogen alb" și este o sursă de energie curată, dar deocamdată cantitatea care a putut fi extrasă din asemenea zăcăminte e foarte mică față de nevoile omenirii. 

Cea mai mare parte a hidrogenului folosit de oameni provine din descompunerea unor molecule care conțin atomi de hidrogen.

În funcție de substanța care e descompusă pentru a obține hidrogen, avem două tipuri de hidrogen: "hidrogenul gri", produs prin descompunerea metanului și "hidrogenul verde" produs prin electroliza apei.

Hidrogenul "gri" este mai ieftin și în prezent este cea mai folosită metodă de producere a hidrogenului.

Problema este că în urma descompunerii moleculelor de metan rezultă și o cantitate semnificativă de dioxid de carbon, iar din arderea hidrogenului obținut în acest fel am obține o cantitate de energie mai mică decât dacă am arde direct metanul.

Așadar, acest tip de hidrogen nu e o soluție potrivită pentru a obține energie, dar rămâne o metodă utilă pentru a obține hidrogenul necesar în diferite procese industriale.

În timpul electrolizei folosite la obținerea hidrogenului "verde", nu se produce dioxid de carbon, dar acest tip de hidrogen este mult mai scump. În plus, dacă electricitatea folosită e produsă în termocentrale, atunci nu se produce dioxid de carbon la electroliză, dar se produce în termocentrală, deci nu am rezolvat nimic.

Singura variantă care ar putea prezenta un avantaj din punct de vedere ecologic ar fi cea în care obținem hidrogen "verde" folosind curent electric produs prin metode nepoluante cum ar fi centrale nucleare, hidrocentrale, turbine eoliene sau panouri fotovoltaice.

Iar hidrogenul astfel produs ar putea fi util din punct de vedere energetic doar dacă ar fi folosit la mașini dotate cu pile de combustie. 

Dar și aici ar trebui să găsim metode de scădere a prețului, care în prezent e ridicat.

În orice altă variantă ar fi mult mai convenabil să folosim alte surse de energie.

De ce avem nevoie de hidrocentrale

Hidrocentrala Vidraru

 

În ultima ședință a CSAT, s-a stabilit ca hidrocentralele sa devina obiective strategice de siguranță națională.

Din comentariile apărute pe net îmi dau seama că nu toată lumea a înțeles această decizie și de aceea voi încerca să explic de ce avem nevoie de hidrocentrale.

Pe de o parte, hidrocentralele produc o energie "verde", fără emisii de dioxid de carbon sau alți poluanți. Există asociații care protestează împotriva lor folosind pretexte ecologiste de genul că în timpul construcției hidrocentralei se vor tăia doi copaci sau vor muri 3 cărăbuși, dar trebuie să privim imaginea de ansamblu: o centrală pe cărbune care ar produce aceeași energie ar polua mult mai mult.

Pe de altă parte, hidrocentralele reprezintă o formă de energie pe care o putem controla foarte bine și de aceea au un rol important în echilibrarea rețelei electrice.

Panourile fotovoltaice sau centralele eoliene produc energie când vor ele, nu când avem noi nevoie.

Termocentralele sau centralele nucleare au cicluri de oprire și repornire care durează până la câteva zile, deci nu putem să le pornim și să le oprim în funcție de consumul momentan.

În schimb, hidrocentralele pot fi oprite și pornite rapid și astfel putem să corelăm producția de energie cu cererea consumatorilor.

Zilele trecute am văzut cum peninsula iberică a rămas fără electricitate. Centralele lor fotovoltaice au ieșit din funcțiune (încă se cercetează de ce) și nu au avut cu ce să echilibreze rețeaua. 

Dacă Spania ar fi avut suficiente hidrocentrale, ar fi pornit hidrocentralele pe măsură ce fotovoltaicele nu mai funcționau și ar fi reușit să treacă peste acel moment. Dar pentru că nu aveau suficiente hidrocentrale, au rămas în pană de electricitate.

Tocmai pentru a preveni asemenea evenimente avem și noi nevoie de hidrocentrale.

Transportul electric

 

Se vorbește din ce în ce mai mult despre transportul electric. Avantajul este că e mai puțin poluant decât petrolul.

Automobilul electric este deja prezent pe piață, dar așa cum observă utilizatorii, performanțele acestui tip de automobil încă nu sunt la nivelul automobilului pe benzină sau motorină, în timp ce prețurile acestor automobile sunt mai mari decât cele ale mașinilor cu combustibili fosili. O altă problemă (poate cea mai mare problemă) e lipsa stațiilor de încărcare.

Totuși, tehnologia progresează permanent și performanțele automobilelor electrice se îmbunătățesc și sperăm că nu e departe ziua în care automobilele electrice vor deveni o normalitate.

Pe de altă parte, avem și mijloace de transport electric pentru care tehnologiile sunt deja puse la punct, cum ar fi trenul electric, tramvaiul, metroul, troleibuzul și altele. 

Acestea au avantajul că nu necesită o baterie de stocare ceea ce implicit înseamnă un randament mai bun decât la automobilul electric și pe de altă parte, prețul este mult mai accesibil.

În schimb, au dezavantajul că pot circula numai pe trasee prestabilite, pe când automobilul ne duce exact în punctul în care avem nevoie.

Aș zice că în acest moment cred că e indicat să investim mai mult în aceste mijloace de transport în comun care folosesc curent electric prin electrificarea totală a căilor ferate, înlocuirea autobuzelor cu troleibuze în orașe, dezvoltarea liniilor de metrou și altele asemenea. 

Prin aceste investiții putem obține un transport mai ieftin și mai puțin poluant.

Iar în viitor ne putem gândi și la trecerea la automobile electrice, dar pentru asta trebuie să dezvoltăm în primul rând rețeaua de stații de încărcare electrice și de asemenea să așteptăm noile modele de automobile electrice cu raport calitate-preț mai bun decât în prezent.

Despre directiva UE privind performanta energetica a clădirilor

 

 În ultimele zile au apărut în presă o mulțime de articole care pun pe seama unei directive UE interzicerea centralelor de apartament sau a sobelor cu lemne.

Pentru că multe din articolele respective conțineau afirmații aberante din punct de vedere tehnic, am citit și eu directiva ca să vedem totuși ce ne cere UE.

Dacă doriți sa citiți personal documentul, îl găsiți aici.

Directiva are în vedere limitarea folosirii combustibililor fosili pentru încălzirea locuințelor.

Pentru început e bine să clarificăm noțiunea de combustibili fosili. Această categorie include petrol, gaze naturale, cărbuni și alte materiale care se extrag din pământ și produc căldură prin ardere.

Biomasa (inclusiv lemnul) și biogazul, etanolul și alți biocombustibili nu sunt combustibili fosili și UE nu are nici un motiv să îi interzică pentru că biocombustibilii sunt neutri din punct de vedere climatic. 

Așadar, nu se pune problema interzicerii sobelor pe lemne sau alți biocombustibili.

În privința gazelor, directiva nu cere interzicerea centralelor de apartament (nici măcar nu sunt menționate centralele de apartament) ci renunțarea treptată la orice formă de încălzire pe bază de gaze naturale, inclusiv la actualele CET-uri pe gaze, deci va trebui să se treacă treptat la soluții de încălzire mai ecologice, cum ar fi pompele de căldură sau panourile solare sau centrale geotermale sau altele.

De asemenea se cere renunțarea la ceilalți combustibili fosili (petrol, cărbuni etc.) în favoarea energiilor regenerabile.

Aș mai sublinia un aspect: directiva se referă în primul rând la construcțiile noi. Dacă aveți deja o centrală de apartament sau altă instalație de încălzire pe gaze, nu vine nimeni să vă ia centrala.

În directivă mai sunt prevăzute și alte măsuri legate de eficiența energetică a clădirilor, cum ar fi izolarea termică, dotarea clădirilor care au parcări sau garaje cu instalații pentru încărcarea vehiculelor electrice, folosirea recuperatoarelor de căldură și altele.

Energia nucleară

 

Încep prin a explica pe scurt ce este energia nucleară, iar apoi vom vedea ce putem face cu ea.

Energia nucleară este energia obținută din reacții nucleare.

Într-o reacție nucleară, numărul de nucleoni (protoni si neutroni) nu se modifică, în schimb se modifică energia de legătură dintre aceștia. 

În unele reacții putem obține un surplus de energie care poate fi folosită în alte scopuri.

Există două tipuri principale de reacții nucleare din care putem obține energie: fisiunea nucleară și fuziunea nucleară.

Încep cu fuziunea nucleară care este o reacție prin care doi nuclei mai mici se contopesc pentru a forma un nucleu mai mare.

Cel mai cunoscut ciclu de fuziune nucleară este ciclul prin care se obține heliul din hidrogen.

Această reacție are loc în mod natural în interiorul stelelor, inclusiv în interiorul Soarelui.

Ținând cont și de faptul că Soarele este sursa primară a energiei de pe Terra, putem spune că mai mult de 90% din energia de care dispunem provine direct sau indirect din fuziunea nucleară. Putem capta această energie în mod direct ca "energie solară", dar și alte forme de energie (eoliană, hidro, biomasă, combustibili fosili) provin într-o formă sau alta tot din energia captată de la Soare.

Pe Pământ am reușit să producem reacții de fuziune nucleară și să obtinem energie, dar avem probleme legate de controlul acestei reacții. 

Din acest motiv avem bombe cu hidrogen (în care declanșăm reacția de fuziune și nu ne mai interesează ce se întâmplă după), dar încă nu avem reactoare comerciale care să producă electricitate prin fuziune nucleară.

Totuși, progresele realizate în instalațiile de laborator ne dau speranțe și ne așteptăm ca în termen de câteva decenii să vedem și aplicații comerciale ale fuziunii nucleare.

În momentul în care se va reuși acest lucru, omenirea ar avea energia asigurată pe o perioadă mai lungă decât durata de viață a planetei și în plus, această energie este o energie "verde", care nu produce deșeuri toxice și nici dioxid de carbon.

Pânâ atunci, avem celălalt tip de energie nucelară și anume fisiunea nucleară.

Fisiunea nucleară este o reacție în care un nucleu mai mare se sparge în doi nuclei mai mici. Pentru anumiți izotopi, reacția are loc cu degajare de energie, iar această energie o putem folosi în diferite scopuri.

Fisiunea nucleară poate fi controlată de către om pentru aplicații comerciale (în principal productia de energie electrică).

Există mui multe elemente fisionabile, dar la ora actuală toate reactoarele comerciale folosesc uraniul.

Acest tip de reactoare nu generază dioxid de carbon, dar generază deșeuri radioactive, fapt care a atras criticile ecologiștilor extremiști. 

Totuși, trebuie spus că o centrală nucleară poluează mult mai puțin decât una pe cărbune și chiar dacă nu este 100% "verde", este o energie mult mai curată decât cărbunele sau petrolul și de aceea poate fi utilă în faza de tranziție până la apariția reactoarelor pe bază de fuziune nucleară.

Acesta este si motivul pentru care Uniunea Europeană a inclus energia nucleară în rândul energiilor acceptate pentru lupta împotriva schimbărilor climatice.

Energia geotermala

 

    Straturile interioare ale Pământului sunt cu atât mai fierbinți cu cât sunt situate mai jos. 

    Crusta (stratul de la suprafață Pământului) este mai rece, dar în interiorul ei se simte totuși influența straturilor de sub ea.

    Acestei temperaturi ridicate îi corespunde o energie, numită energie geotermală.

    Există locuri în care energia geotermală ajunge în mod natural la suprafața pământului sub formă de vulcani, izvoare de ape termale și gheizere. 

    Energia geotermală poate fi captată și folosită de către om.

    Există vestigii arheologice care arată că primele utilizări ale energiei geotemale datează din antichitate, dar utilizarea sistematică a început în secolul XX.

    Cel mai simplu mod de a o folosi este să preluăm această energie pentru încălzirea locuințelor și producerea apei calde menajere. În acest scop pot fi folosite și straturi care nu au o temperatură foarte ridicată, iar centralele termice de acest tip au un cost rezonabil.

    O altă utilizare posibilă este producerea energiei electrice. Pentru aceasta se folosesc straturi cu temperatura mai ridicată, în care se pompează apă iar apa se transformă în aburi. Aburii sub presiune pun în mișcare o turbină conectată la un generator electric. Acest tip de centrală este ceva mai scumpă.

    Energia geotermală este o formă de energie "verde" pentru că nu emite fum sau alți poluanți.

    În prezent, țara care este cea mai avansată în acest domeniu este Islanda, unde peste 80% din energia termică pentru locuințe și 25% din energia electrică este produsă din surse geotermale.

    Și România are zone în care straturile geotermale sunt aproape de suprafață, iar în unele cazuri apele termale chiar ies la suprafață, dar acest potențial zace în mare parte nefolosit.

    În zona Bucureștiului există un potențial geotermal care ar putea asigura încălzirea clădirilor din capitală, dar până acum, singura utilizare a aceste energii este complexul Therme.

    Situații similare se întâlnesc și în alte zone ale țării.

    Cred că ar trebui să  investim mai mult în acest sector, în loc să importăm gaze și alți combustibili din străinătate.

Avantaje și dezavantaje ale energiei fotovoltaice

 

Panourile fotovoltaice reprezintă o sursă de energie care nu emite gaze poluante  în atmosferă. Din acest punct de vedere am putea spune că e o energie "verde" și ne poate ajuta sa folosim mai puțini combustibili fosili.

Dar acest tip de energie are și unele dezavantaje.

Primul ar fi că energia fotovoltaică se produce numai ziua, iar noi avem nevoie de mai multă energie noaptea. Asta înseamnă că ori trebuie să folosim diverse soluții de stocare care cresc semnificativ prețul energiei, ori trebuie să mai folosim și alte surse de energie pentru a acoperi consumul pe timp de noapte. 

Un alt dezavantaj este că panourile fotovoltaice au un impact asupra mediului și în funcție de modul de utilizare, acest impact poate fi chia mai mare decât al altor forme de energie.

Cel mai puternic impact este reprezentat de distrugerea vegetației de sub panourile fotovoltaice. De aceea nu se recomandă amplasarea panourilor fotovoltaice pe terenuri fertile. 

Putem amplasa asemenea panouri pe acoperișurile clădirilor, deasupra parcărilor sau a altor zone acoperite cu beton sau asfalt, sau pe terenuri pe care oricum nu creștea nimic. 

Dar dacă amplasăm panouri fotovoltaice pe un teren agricol, facem mai mult rău decât bine. Chiar și din punct de vedere energetic, dacă pe terenul respectiv am cultiva plante care produc biocombustibili, am obține mai multă energie decât din panourile fotovoltaice, deoarece omenirea încă nu a descoperit un procedeu de captare a energiei luminoase mai eficient decât fotosinteza care se produce în plante.

În concluzie, panourile fotovoltaice ne pot ajuta să avem o energie mai verde, dar numai împreună cu alte forme de energie și numai dacă sunt folosite responsabil, fără a distruge zonele cu vegetație.