1

Dezvoltare Durabila

Prof. dr.ing. Roxana Patrascu

Facultatea de Energetica

2

Cuprins

Dezvoltarea durabila– Problematica fundamentala a secolului XXI 3

Capitolul 1. Poluarea, inamicul societatii trecute, prezente si viitoare 1.1.Definitii, clasificari

1.2. Istoricul aparitiei poluarii 1.3. Perceptia fenomenelor de poluare

1.2

6

Capitolul 2. Dezvoltarea durabila- definitie, scurt istoric 2.1.Definitie - Dezvoltarea durabila şi echitatea

2.2. 2.2.Evolutia politicii comunitare de mediu in contextul dezvoltarii durabile –

evenimente principale.

13

Capitolul 3. Dezvoltarea durabila si mediul ambiant 3.1.Poluarea atmosferica – aspecte caracteristice

3.2. Poluarea apei- aspecte caracteristice 3.3. Poluarea solului –aspecte caracteristice 3.4. Elemente privind efectele poluarii

3.5. 3.5. Exemple de solutii de reducerea a noxelor 3.6 Tehnologiile curate si mediul ambiant

20

Capitolul 4. Tipuri de impact asupra mediului. Indicatori de impact

38

Capitolul 5. Problematici fundamentale in domeniul resurselor naturale, alternative viabile

5.1.Resurse naturale 5.2.Aspecte privind valorificarea resurselor regenerabile 5.3. Aspecte privind valorificarea resurselor energetice secundare

54

Capitolul 6. Aspecte legislative privind protecţia mediului, in contextul dezvoltarii durabile

6.16 6.1.Armonizarea legislaţiei naţioanale cu cea europeană – privind protecţia mediului.

6.2.Obiective prioritare ale Romaniei pe axa energie – mediu-2020 6.3. 6.3.Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilă a României “Orizonturi 2013–

2020–2030”

79

Capitolul 7.Un viitor durabil 84

Capitolul 8. Aplicatii 85

Bibliografie 98

3

DEZVOLTAREA DURABILĂ – PROBLEMATICĂ FUNDAMENTALĂ A

SECOLULUI XXI

De-a lungul istoriei, omenirea a avut multe probleme de rezolvat. Dar problema energiei a

fost, este şi va fi problema centrală, de rezolvarea căreia depinde funcţionarea şi dezvoltarea de mai

departe a omenirii. Una din cele mai mari provocări ai secolului XXI constă în asigurarea accesului

fiecărui cetăţean al planetei Pământ la energie curată (nonpoluantă), durabilă şi la un cost rezonabil.

Noţiunile “durabil”, “dezvoltare durabilă”, “economie durabilă”, etc. astăzi se utilizează

frecvent, chiar poate prea frecvent, începând cu parlamente la elaborarea legilor şi strategiilor de

dezvoltare a ţării respective, guverne – în programele de guvernare, partide politice în programele

lor electorale şi terminând cu autorităţile publice locale şi actorii economici, care trebuie să

realizeze în viaţa de toate zilele acest concept de dezvoltare. Dar puţini cunosc, că noţiunile de

“durabilitate - sustainability” şi “dezvoltare durabilă – sustainable development” sunt termeni

relativ noi, care au fost lansaţi de Comisia Brundtland a ONU (Gro Varlem Brundtland în acea

perioadă era Prim-ministru al Norvegiei şi concomitent Preşedinte al Comisiei ONU) în raportul

“Viitorul Nostru Comun” în anul 1987. Comisia a definit noţiunea de dezvoltare durabilă ca “o

dezvoltare care satisface necesităţile prezentului fără a compromite capacităţile viitoarelor generaţii

să-şi satisfacă propriile necesităţi” (Organizaţia Naţiunilor Unite, 1987 [1]). Dat fiind faptul că

producerea (conversia) energiei din surse fosile provoacă poluarea mediului, creşterea pericolului

pentru sănătate, schimbarea climei, etc. conceptul de dezvoltare durabilă a fost acceptat şi

concretizat, în primul rând, în contextul dezvoltării sectorului energetic. Astfel, la Conferinţa Cadru

a Naţiunilor Unite privind Schimbarea Climei, care a avut loc în anul 1992 la Rio de Janeiro s-a

formulat o definiţie mai amplă a conceptului dezvoltare durabilă. Prin dezvoltare durabila trebuie

înţeles un proces al dezvoltării economice care va avea ca rezultat o îmbunătăţire a nivelului de

viata al omenirii, fară a se deteriora ecosistemul planetei noastre.

Aceasta înseamnă o folosire ordonata a resurselor naturale pentru ca fiecare membru al omenirii sa

aibă porţia sa de mediu curat, precum şi obligaţia sa de-a se strădui sa îl îmbunătăţească pentru a

asigura copiilor săi o şansă mai bună decât a avut-o el însuşi.

4

Pe parcurs de milenii omenirea a folosit pentru satisfacerea necesităţilor sale doar energie

regenerabilă – radiaţia solară, lemne de foc, vântul şi apa curgătoare, ultimele fiind derivate ale

aceiaşi energii solare.

Începând cu secolul XIX se creează noi sisteme energetice bazate pe avantajele

incontestabile ale surselor fosile: concentrare ridicată, posibilitate de stocare, pot fi transportate la

distanţe mari şi convertite în alte tipuri de energie – termică, mecanică, electrică. Pe parcursul a

circa 200 ani omenirea a creat un complex energetic grandios şi greu de imaginat, care asigură

serviciile fundamentale: iluminatul, încălzirea, refrigerarea, transportul, procesele tehnologice, etc.

Fără energie nu pot fi menţinute standardele moderne de bunăstare, educaţie şi sănătate. Totodată,

s-a recunoscut că energia modernă este vinovată de apariţia a numeroase probleme de mediu.

Va trebui să găsim un compromis între cererea crescândă de servicii energetice şi

necesitatea acută de-a proteja mediul ambiant. În viziunea autorilor prezentei lucrări, soluţia

problemei constă în revenirea omenirii la surse regenerabile, altfel spus la energia solară. În aşa

mod se va repara lanţul firesc, rupt acum 200 de ani. Secolul XIX a fost al aburilor, secolul XX –al

electricităţii, iar secolul XXI va fi al soarelui sau nu va fi deloc.

Pachetul energie-mediu în cadrul strategiei energetice din UE şi din România

Complexitatea problemelor aferente sistemelor energetice, având în vedere ansamblul

subsistemelor componente: producerea, transportul, conversia şi consumul energiei, a cunoscut o

creştere spectaculoasă în ultimile decenii, odată cu acutizarea problemelor globale de mediu,

schimbările climatice şi epuizarea rezervelor naturale.

În acest context obiectivul central al cooperării internaţionale în domeniul mediului este dezvoltarea

durabila.

Deci, politica energetică durabilă se poate defini drept aceea politică care maximizează

bunăstarea omenirii pe termen lung, simultan cu păstrarea unui echilibru dinamic între siguranţa în

alimentare cu energie, competitivitatea serviciilor energetice şi protecţia mediului, ca răspuns la

provocările sistemului energetic.

Consiliul European a adoptat în luna iunie 2010 strategia energeticăa : „Europa 2020

pentru o creştere inteligentă, durabilă şi favorabila incluziunii”. Obiectivele stabilite sunt

ambiţioase atât în ceea ce priveşte aspectele energetice dar şi cele aferente protecţiei mediului,

având in vedere schimbările climatice cu care se confruntă planeta.

Astfel, priorităţile noii strategii europene sunt:

o reducerea cu 20% a emisiilor de gaze cu efecte de seră;

o creşterea cu 20% a ponderii energiei având la bază energia regenerabilă;

5

o creşterea cu 20% a ponderii a eficienţei energetice .

Deci, putem concluziona că politica energetică a se bazează pe principul celor trei obiective de

20% (cele enumerate mai sus).

Pe termen lung, până în anul 2050, obiectivele energetice corelate cu cele de mediu sunt

îndrăzneţe, şi anume reducerea cu 90-95% a emisiilor de CO2. Având în vedere că industria

energetică, indeosebi subsistemul producerii energiei este principalul răspunzător de acest fenomen,

alaturi de transporturi, obiectivul nu poate fi atins fără implementarea unor solutii tehnologice de

captare şi stocare a CO2.

Alături de ţările Uniunii Europene (răspunzătoare de producerea de cca. 16% din emisiile de CO2),

în lupta pentru acest deziderat trebuie să se alinieze şi SUA, Canada, China, India şi Africa de Sud,

având în vedere că cele trei din urmă “sunt cele mai vinovate” de producerea gazelor cu efect de

seră.

Un rol important în perioda imediat urmatoare îl va avea promovarea în continuare pe scară largă a

eficienţei energetice, având în vedere limitarea actuală a surselor actuale de energie primară şi

necesitatea promovării dezvoltării sustenabile.

6

Capitolul 1. Poluarea, inamicul societatii trecute, prezente si viitoare

1.1. Definitii, clasificari

Poluarea este una din cele mai importante probleme cu care se confruntă actual omenirea,

deoarece, pe parcursul dezvoltării sale, civilizaţia umană a ajuns să genereze, datorită creşterii

consumului respectiv productiei, din ce în ce mai multă poluare.

În special, perioada dezvoltării industriale s-a caracterizat printr-o creştere a poluării

simultan cu cea a producţiei de deşeuri, uneori extrem de toxice.

Pornind de la faptul că etimologic, a polua înseamnă a murdări, a degrada, a profana.

definirea noțiunii de poluare s-a făcut în diferite moduri încercând să se dea un înţeles cât mai

general şi complet acesteia.

Conform Conferinţei Mondiale a O.N.U., Stockholm, 1972, poluarea reprezintă

modificarea componentelor naturale ale mediului prin prezenţa unor componente străine, numite

poluanţi, ca urmare a activităţii omului, şi care provoacă prin natura lor, prin concentraţia în care se

găsesc şi prin timpul cât acţionează, efecte nocive directe sau indirecte (prin intermediul produselor

agricole, apei sau a altor produse biologice) asupra sănătăţii omului, creează disconfort sau

împiedică folosirea unor componente ale mediului esenţiale vieţii.

Fig. 1.1. Poluarea atmosferică

Deci:

• poluarea desemnează o acţiune prin care omul degradează propriul mediu de viaţă;

• termenul cuprinde acele acţiuni prin care „se produce ruperea echilibrului ecologic” sau

„pot dăuna sănătăţii, liniştii şi stării de confort a oamenilor” ori „pot produce pagube economiei

naţionale prin modificarea calităţii factorilor naturali sau creaţi prin activităţi umane”;

• poluarea reprezintă contaminarea mediului înconjurător cu materiale care interferează

cu sănătatea umană, calitatea vieții sau funcţia naturală a ecosistemelor (organismele vii şi mediul

în care trăiesc).

Chiar dacă definiţia specifică faptul că poluarea se datorează activităţii omului, trebuie

menţionat faptul că, în realitate există atât surse artificiale de poluare (care genereaza cea mai

7

mare parte a substantelor poluante eliberate în mediul înconjurator), cât şi surse naturale de

poluare (descompuneri naturale ale materiei organice, eruptiile vulcanice, erodarea solului,

pulberile din meteoriti etc.), care deşi în prezent au un potential redus de poluare, la scara geologică

au o mare importanţă.

Din punctul de vedere al felului surselor de poluare artificiale (produse de om) se disting:

poluarea industriala (inclusiv agricultura), poluarea casnică (inclusiv încălzirea locuinţelor) şi

poluarea datorată mijloacelor de transport (fig. 1.2.).

Fig. 1.2. Ponderea orientativă a diverselor surse artificiale de poluare

După natura influenţelor asupra mediului ambiant, se pot diferenţia următoarele tipuri de

poluare:

poluarea chimică, consecinţă a dezvoltării industriale, agriculturii de tip intensiv, a

transportului şi a urbanizării;

poluarea fizică, cu aceleaşi cauze cu cea chimică, putând fi sonoră (zgomote, vibraţii),

termică, electromagnetică şi radioactivă;

poluarea microbiologică, care constă în diseminarea în mediul ambiant a germenilor

patogeni sau condiţionat patogeni, a elementelor infestate de către subiecţi umani sau

animale bolnave sau purtători;

poluarea psihică şi informatică (culturală şi spirituală), consecinţă a folosirii excesive a

mass-media;

poluarea estetică, consecinţă a degradării peisajului prin urbanizare necivilizată, prin

sistematizare conceptuală improprie, amplasarea de obiective industriale în zone virgine sau

puţin modificate de om.

Din punctul de vedere al întinderii în spaţiu a zonei pe care se manifestă acţiunea de

poluare, aceasta poate fi: poluare locală, poluare urbană sau rurală, poluare regională sau

zonală, poluare continentală şi poluare globală.

8

Din punctul de vedere al orizontului de timp pe care se manifestă fenomenele de poluare,

există: poluare pe termen scurt (minute, zile), poluare pe termen mediu (săptămani, luni) şi

poluare pe termen lung (ani).

1.2. Istoricul aparitiei poluarii

De-a lungul timpului, prin ocuparea extensivă a planetei, calitatea aerului şi a apei s-a

degradat, grosimea stratului de ozon a scăzut, punând într-o stare critică întreaga planetă. Toate

acestea au dus la creşterea îngrijorării legate de deteriorarea mediului.

Primii vizionari care au tras semnalul de alarmă legat de degradarea mediului înconjurător

au fost oamenii de ştiintă din secolul XIX care, confruntaţi cu urbanizarea şi industrializarea

galopantă au încercat să stopeze acţiunile distructive şi să educe oamenii în domeniul ştiinţelor

naturale şi a protecţiei mediului.

Din punct de vedere istoric conceptul de protectie a naturii a apărut prima oară la

mijlocul secolului XIX la biologi (Humbold, Darwin, Wallace) şi la romantici (Wordsworth,

Emerson, Thoreau).

Prima societate de protecţie a naturii atestată a fost fondată în Anglia în 1865 sub

numele Commons Open Spaces and Footpath Preservation Society iar prima lege antipoluare

– Alkali Law a fost dată de parlamentul britanic în 1863.

În 1864 Congresul Statelor Unite hotărăste că Valea Yosemite să devină o zonă

recreaţională iar în 1872 se stabilește primul parc național la Yellowstone.

Prima jumătate a secolului XX

În această perioadă continuă distrugerile ecologice cauzate de dezvoltarea extensivă a

agriculturii care a dus la degradarea solurilor (SUA).

1935 – în SUA apare Oficiul de conservare a solului care avea ca rol prevederea eroziunii

acelerate.

După 1945 se înfiinţează primele organizaţii internaţionale care se preocupă şi de

problemele mediului inconjurător:

1945 – ONU (Organizaţia Natiunilor Unite )

1945 – FAO (Food and Agricultural Organisation)

1956 – Uniunea Internatională pentru conservarea Naturii şi a Resurselor Naturale

1961 – World Wildlife Fund

Anii 1960 – 1980

Anii 60 au fost marcaţi de impactul tehnologiilor de război (incluzând şi tehnologia

nucleară) asupra mediului şi de utilizarea produselor chimice devastatoare. Generaţiile anilor 60 s-

9

au format în contextul mişcărilor pacifiste şi a unor mişcări de protecţie a mediului precum

Campania pentru dezarmare nucleară, Mișcarea pentru drepturi civile (SUA) . Tot în S.U.A. apar

primele organizaţii nonguvernamentale (NGO) cu implicații și în protecția mediului (Sierre Club).

Are loc prima celebrare a Zilei Pămantului (Earth Day) 21 martie 1970, când au avut loc

mitinguri în toată America cu implicarea oficialităţilor şi cu fonduri federale.

Începând din anul 1970, Ziua Pământului a devenit o zi internaţională.

În anii 70, miscarea ecologică s-a dezvoltat în continuare, ajungându-se la creerea

organizaţiilor Greenpeace şi Friends of the Earth.

În anii 80 se conturează primele propuneri legate de dezvoltarea durabilă ca urmare a

apariţiei unor accidente de mediu extrem de grave. Devine tot mai clar că trebuie stabilite bariere în

calea potenţialului distructiv al unor descoperiri ştiinţifice.

În anul 1984 are loc un tragic accident în Bhopal (oraş din India Centrală), unde o fabrică

de pesticide a companiei americane Union Carbid a explodat. Au fost inregistrați mii de morţi iar

impactul asupra mediului a putut fi simțit şi 15 ani mai târziu.

În anul 1986 a avut loc un incendiu la un reactor nuclear al centralei nuclearo-electrice de

la Cernobâl, Ucraina, fosta Uniune Sovietică. S-au înregistrat peste 100000 morţi şi imense

degradări ale mediului.

În 1987 a fost confirmată pentru prima dată existenta unei găuri în stratul de ozon.

În decembrie 1997, 160 de țări au participat la Kyoto la negocieri privind emisiile de gaze

de seră, negocieri finalizate prin Protocolul de la Kyoto. SUA și Australia, responsabile de cca. 30

% din emisii n-au participat la negocieri. Ulterior Australia a ratificat protocolul, SUA rămânând

singura țară industrializată care nu l-a ratificat.

În prezent, se organizează anual Conferința Națiunilor Unite privind Schimbările

Climatice, cu scopul dezbaterii problemei încălzirii globale. Ultima întîlnire a avut loc la Doha

(Quatar) în noiembrie – decembrie 2012.

Poluanţii reprezintă una sau mai multe substanţe sau amestecuri de substanţe prezente în

atmosferă în cantităţi sau pe perioade de timp care pot fi periculoase pentru om, animale sau plante

şi contribuie la punerea în pericol sau vătămarea activității sau bunăstării persoanelor.

Din punctul de vedere al stabilităţii și al persistenţei în timp, materialele poluante

(poluanții) pot fi:

• poluanți biodegradabili, substanțe care se descompun rapid în proces natural (cum ar

fi apele menajere uzate). Acești poluanți devin o problemă când se acumulează mai rapid decât pot

să se descompună;

10

• poluanți nondegradabili, materiale care nu se descompun sau se descompun foarte lent

în mediul natural. Odată ce apare contaminarea, este dificil sau chiar imposibil să se îndepărteze

acești poluanți din mediu.

1.3. Perceptia fenomenelor de poluare

Contaminarea umană a atmosferei Pământului poate lua multe forme şi a existat de când

oamenii au început să utilizeze focul în diferitele activitaţi aferente agriculturii, mesteşugurilor,

încălzirii, pregătirii alimentelor.

În timpul Revoluţiei Industriale (sec.XVIII şi XIX), poluarea aerului a devenit o problemă

majoră.

Smogul.

Poluarea urbană a aerului este cunoscută sub denumirea de „smog”. Smogul este în

general un amestec de monoxid de carbon şi compuşi organici din combustia incompletă a

combustibililor fosili cum ar fi cărbunii şi de dioxid de sulf de la impurităţile din combustibili. În

timp ce smogul reacţionează cu oxigenul, acizii organici şi sulfurici se condensează sub formă de

picături, întreţinând ceaţa. Până în secolul XX smogul devenise deja un pericol major pentru

sănătate.

Fig. 1.3. Fenomenul de smog.

11

Un alt tip de smog, cel fotochimic, a început să reducă calitatea aerului deasupra oraşelor

mari (cum ar fi Los Angeles în anii '30). Acest smog este cauzat de combustia în motoarele

autovehiculelor şi ale avioanelor a combustibilului care produce oxizi de azot şi eliberează

hidrocarburi din combustibilii "nearşi". Razele solare fac ca oxizii de azot şi hidrocarburile să se

combine şi să transforme oxigenul în ozon, un agent chimic care atacă cauciucul, atacă plantele şi

irită plămânii. Hidrocarburile sunt oxidate în substanţe care se condensează şi formează o ceaţă

vizibilă şi pătrunzătoare.

Ploaia acidă.

Majoritatea poluanților pot fi "spălați" de către ploaie, zăpadă sau ceață după ce au

parcurs distanțe foarte mari, uneori chiar continente întregi. În timp ce poluanții se adună în

atmosferă, oxizii de sulf și de azot sunt transformați în acizi care se combină cu ploaia. Aceasta

ploaie acidă afectează în căderea sa viața de pe planetă, putând provoca moartea unor vieţuitoare

acvatice şi terestre precum şi a plantele din zonele afectate. Practic pot fi afectate ecosisteme

întregi. Regiunile care sunt în drumul vântului care bate dinspre zonele industrializate, cum ar fi

Europa și estul Statelor Unite și Canadei, sunt cele mai expuse ploilor acide. Acestea pot afecta

sănătatea umană precum și obiecte create de oameni, de exemplu ele “dizolvă” lent, in timp, opere

de arta expuse in exterior precum și fațadele capodoperelor arhitecturale din marile orașe ale lumii,

ca: Roma, Atena și Londra.

Fig. 1.4. Efectul ploilor acide.

Efectul ploilor acide asupra materialelor de construcţie (calcar, marmură) a fost observant încă d in

sec.XVII, iar asupra pădurilor în anul 1853, dar studii aprofundate asupra fenomenului au fost

efectuate după 1960.

12

Încălzirea globală.

În ultimele două secole, dar mai ales în ultimele decenii s-a constatat un fenomen de

creştere continuă a temperaturilor medii ale atmosferei înregistrate în imediata apropiere a solului,

precum şi a apei oceanelor. Temperatura medie a aerului în apropierea solului a crescut în ultimul

secol cu 0,74 ±0,18 ° C. Din cauza efectului de seră se asteaptă ca temperatura globală să crească cu

1,4° C până la 5,8° C până în anul 2100.

Dacă fenomenul de încălzire observat este cvasi-unanim acceptat de oamenii de ştiinţă şi

de factorii de decizie, există diverse explicaţii asupra cauzelor procesului. Iniţial, fenomenul a fost

asociat cu fenomenului cosmic de maximum solar, acestea alternând cu mici glaciațiuni terestre

asociate fenomenul de minimum solar. În ultima vreme, opinia dominantă este că încălzirea se

datorează activităţii umane, respectiv creșterii concentrației gazelor cu efect de seră, de

proveniență antropică, şi în special prin eliberarea de dioxid de carbon în atmosferă prin arderea

de combustibili fosili.

Teoria încălzirii globale antropice este contestată de unii oameni de ştiinţă şi politicieni,

existând chiar teoreticieni ai conspiraţiei care cred că totul este doar un pretext al elitelor mondiale

de a cere taxe împotriva poluării sau de a promova energetica nucleară, compromisă în urma

accidentelor de la Cernobâl şi Fukushima.

Încălzirea globală are efecte profunde în cele mai diferite domenii: afectează sănătatea

oamenilor, provoacă sau va provoca ridicarea nivelului mărilor şi oceanelor, provoacă extreme

climatice, conduce la topirea gheţarilor şi extincţia a numeroase specii de plante şi animale. Dat

fiind efectele de mai sus, în ultima vreme s-a propus înlocuirea termenului de încălzire globală cu

termenul de schimbări climatice.

Distrugerea stratului de ozon.

Producția excesivă a compușilor care conțin clor cum ar fi clorofluorocarbonații – CFC -

(compuși folosiți până acum în frigidere, aparate de aer condiționat și în fabricarea produselor pe

bază de polistiren) a epuizat stratul de ozon stratosferic, creând și o gaură deasupra Antarcticii care

durează mai multe săptămâni în fiecare an. Ca rezultat, expunerea la razele dăunătoare ale Soarelui

(ultraviolete UVB) a afectat viața acvatică și terestră și amenință sănătatea oamenilor din zonele

nordice și sudice ale planetei.

Bioacumularea.

Compușii nondegradabili cum ar fi diclor-difenil-tricloretanul (DDT), dioxinele, difenilii

policrorurați (PCB) și materialele radioactive pot să ajungă la nivele periculoase de acumulare și pot

13

afecta lanțul trofic prin intermediul animalelor. De exemplu, moleculele compușilor toxici pot să se

depună pe suprafața plantelor acvatice, fără să distrugă acele plante, însă un pește care se hrănește

cu aceste plante acumulează o cantitate mare din aceste toxine. Un alt pește, verigă a lanțului trofic,

sau alte animale carnivore care se hrănesc cu pești mici pot să acumuleze o cantitate mai mare de

toxine, care poate depăși limitele admise. Acest proces se numește „bioacumulare”.

Capitolul 2. Dezvoltarea durabila- definitie, scurt istoric

2.1.Definitie - Dezvoltarea durabila şi echitatea

Definiţia dezvoltarii durabile (conform Raportului Comisiei Mondiale pentru Mediu si

Dezvoltare, 1987), este : Capacitatea omenirii de a asigura satisfacerea cerintelor generatiei

prezente fara a compromite capacitatea generatiilor viitoare de a-şi satisface propriile necesităţi.

Pentru realizarea acestui deziderat, raportul consideră că economia mondială trebuie să accelereze

creşterea economică, în contextul respectării cerinţelor legate de mediul înconjurător 1.

Dezvoltarea economică implică schimbare, care conduce la ameliorarea vietii şi la progres. In

definitiile dezvoltarii se regasesc termenii de :schimbare şi transformare.

Definitiile acceptate pentru dezvoltarea şi cresterea economică sunt urmatoarele:

a.Dezvoltarea economica reprezintă cresterea in timp a nivelului general de prosperitate a societatii.

b.Cresterea economica este procesul de sporire al a capaciattii economiei de a produce bunuri si

servicii. Se realizeaza prin intermediul factorilor de productie sau ai tehnologiei. Se masoara prin

modificarea PNB.

Produsul National Brut (PNB) reprezintă valoarea totala de piata a produselor si serviciilor finale

realizate intr-o economie intr-o perioada de timp data.

Dezvoltarea economica presupune o combinatie de trei tipuri de schimbari:

progres al utilitatii, manifestat prin satisfacerea cerintelor si realizarea prosperitatii indivizilor in

societate: salariul real pe cap de locuitor, calitatea mediului;

progres in domeniile sanatatii , invatamantului, calitatea vietii;

autorespectul.

Conceptul de dezvoltare economica este mult mai larg decat cel de crestere

economica.Cresterea economica contribuie la dezvoltarea economica, prin furnizarea de bunuri si

servicii suplimentare si reprezinta doar o parte a dezvoltarii.

14

Dezvoltarea durabila aloca o importanta mult mai mare ca in trecut calitatii mediului si serviciilor

generale oferite de mediul natural si amenajat.

Functiile mediului sunt considerate obiective centrale in conceptul dezvoltarii

durabile.Acestea au contibuţii directe şi indirecte la calitatea vietii, la produsul naţional brut prin

intermediul unui sector de mediu, la activitatea economica prin intermediul input-ului de materii

prime si energie precum şi la sustinerea sistemelor suport ale vietii.

Mediul natural are trei functii majore care prezinta o semnificatie directa la modul de interpretare a

dezvoltarii durabile :

utilitatea directa pentru indivizi ;

furnizarea de input-uri pentru procesele economica;

asigurarea unor servicii pentru sustinerea vietii.

Investitiile pentru protejarea mediului si furnizarea confortului creeaza venit si locuri de

munca.Investitiile in domeniul mediului sunt mai putin productive, conducand la o crestere

economica dar mai lenta.

Programele de mediu contribuie la crestrea produsului national brut in primul an , dar efectul in

anul final poate fi pozitiv sau negativ.

Compatibilitatea cresterii economice cu cea a calitatii mediului este o problematică controversată.

In acest sens au luat naştere doua curente:

a.Curentul anti-crestere – care susţine:

cresterea economica conduce inevitabil la degradarea mediului deoarece creşterea presupune

utilizarea unei cantităţi sporite de materii prime si energie care conduce la cresterea cantităţii de

desuri;

creşterea cantitătii de deşeuri pune in pericol epuizarea resurselor dar si circuitul deseurilor, care

pot depasi capacitatea de asimilare a mediului.

b.Curentul pro-crestere- ale cărui concepte sunt:

cresterea economica este singura parghie prin care se pot genera fonduri pentru protectia

mediului;

investitii prea mari in sectorul de mediul restrictioneaza cresterea, dauneaza competitiei

internationale si reduc locurile de munca.

În ceea ce priveşte dezvoltarea durabila şi echitatea se admit urmatoarele definiţii:

Echitatea – justetea cu care este distribuit venitul sau propsperitatea in cadrul societatii.

Optimalitate – este o cale de dezvoltare care maximizeaza valoarea prezenta a castigurilor viitoare

ale bunastarii umane.

15

Durabilitatea - este o cale de dezvoltare in care bunastarea umana sporeste sau cel putin nu scade

in timp.

Supravietuirea - este o cale care se situeaza deasupra unui nivel minim de bunastare. Orice nivel

aflat sub cel minim nu este viabil.

O rezerva constanta sau in crestere a capitalului natural poate asigura justetea distributiei venitul in

cadrul unei generatii in aceeasi tara . această afirmaţie este considerată valabilă pentru tarile sarace,

sau in dezvoltare dependenta de resursele proprii.

Exemple de echitate, în cadrul aceleiaşi generaţii, includ dependenta de:

biomasa – ca agent combustibil (lemn de foc, reziduri agricole, deşeuri animale)

rezeve de apa netratate

îngrasaminte naturale

nutret pentru animale

vanat.

Protejarea mediului natural conduce implicit la apararea acestei dependente si contribuie la

sanatatea si prosperiattea popultiei. Mentinerea capitalului natural impune costuri asupra celor sarci

– plata de masuri pentru conservarea valorilor necesare 2.

Importanta mentinerii accesului la acest capital in tarile dezvoltate este mai putin evidenta (pentru

mentinerea echitatii).

Tendinţele actuale se pot sintetiza în urmatoarele aspecte:

mediul natural tinde sa fie bun public – daca sunt disponibile pot fi furnizate tuturor

grupurilor . De exemplu : daca calitatea aerului este imbunatatita de un grup care a

investit in acesta, de acest bun beneficiaza si persoanele care au fost indiferente la acest

fenomen. Astfel bunurile publice sunt impartite si nici un grup nu poate fi exclus. Cei

bogati detinanad mai multa putere politica decat cei saraci, ii pot forta pe acestia sa

cumpere mi multa politica de mediu;

multe valori ale mediului tind sa fie mai mult locale decat globale. Exemplu: calitatea

aerului variaza de la o zona la alta. Teoretic cei bogati pot “cumpara “ o calitatea mai

buna a aerului., prin alegerea locului in care traiesc si lucreaza. In practica insa aceasta

mobilitate de alegere a zonei in care se desfasoara viata este restrictionata chiar in cadrul

economiilor dezvoltate: este limitata de venituri si constringeri solciale ;

beneficiile brute legate de imbunatatirile in domeniul mediului in lumea industrialala nu

sunt sistemic legate de venit;

nu exista inca studii sistematice referitoare la influenta pe care o poate avea supra

mediului.

16

Prin natura sa poluarea globala nu este legata de bogatie sau persoane. Efectele pot fi

totusi mai severe in tarile sarace. In tarile sarace ( in special cele bazate pe agricultura)

pe masura ce saracia se adanceste, mediul saraceste , mediul este degradat pentru

obtinerea imediata a stocurilor de hrana.. Pe masura ce mediul este degradat

perspectivele pentru generatiile urmatoare scad. Si se accelereaza un cerc vicios.Pentru

tarile bogate evidenta functiei pozitive a echitatii este in general neconcludenta.

2.2.Evolutia politicii comunitare de mediu in contextul dezvoltarii durabile –

evenimente principale.

Apărută pe agenda de lucru europeană la începutul anilor 1970, preocuparea pentru mediu

dobândeşte un caracter distinct odată cu semnalarea, de către Clubul de la Roma, a diminuării

resurselor naturale şi a deteriorării rapide a calităţii apei, aerului şi solului.

În anul 1972 s-au pus bazele politicii comunitare de mediu, continuându-se ulterior

dezvoltarea acesteia ca una dintre cele mai importante politici comunitare.

1972 – Stockholm - Conferinţa Naţiunilor Unite

• 113 Naţiuni prezente îşi manifestă îngrijorarea cu privire la modul în care activitatea

umană influenţează mediul.

• Sunt evidentiate problemele poluării, distrugerii resurselor, deteriorării mediului,

pericolul dispariţiilor unor specii şi nevoia de a creşte nivelul de trai al oamenilor şi se

acceptă legătura indisolubilă între calitatea vieţii şi calitatea mediului pentru generaţiile

actuale şi viitoare.

– Summit-ul de la Paris - protecţia mediului în contextul expansiunii economice şi a

îmbunatăţirii standardelor de viaţă.

1983 - Comisia Brundtland - Problema-cheie a dezvoltării durabile este opoziţia între

nevoile de creştere ale populaţiei şi limitele impuse de resursele planetei precum şi degradarea

continuă a mediului.

Naţiunile Unite înfiinţează Comisia mondială de mediu şi dezvoltare (World

Commission on Environment and Development) având ca scop studierea dinamicii

deteriorării mediului şi oferirea de soluţii cu privire la viabilitatea pe termen lung a societăţii

umane. Această comisie a fost prezidată de Gro Harlem Brundtland, Primul Ministru al

Norvegiei la acea dată.

Comisia Brundtland a subliniat existenţa a două probleme majore:

17

dezvoltarea nu înseamnă doar profituri mai mari şi standarde mai înalte de trai pentru un mic

procent din populaţie, ci creşterea nivelului de trai al tuturor;

dezvoltarea nu ar trebui să implice distrugerea sau folosirea nesăbuită a resurselor noastre

naturale, nici poluarea mediului ambiant.

1987 - Raportul Brundtland – defiţia oficială a dezvoltarii durabile: “Capacitatea

omenirii de a asigura satisfacerea cerintelor generatiei prezente fară a compromite capacitatea

generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile necesităţi”.

1992 - Conferinţa de la Rio, Conferinţa Naţiunilor Unite privind Mediul şi

Dezvoltarea.

• Participă 120 de şefi de stat şi sunt din nou aduse în centrul atenţiei problemele

privind mediul şi dezvoltarea.

• Dezvoltarea durabilă reprezintă "o nouă cale de dezvoltare care să susţină progresul

uman pentru întreaga planetă şi pentru un viitor îndelungat".

• Scopul declarat al Conferinţei a fost stabilirea unei noi strategii a dezvoltării

economice, industriale şi sociale în lume, cuprinsă sub numele de dezvoltare durabilă – "sustainable

development".

• Naţiunile prezente au fost de acord asupra unui plan de dezvoltare durabilă numit

Agenda 21 şi asupra a două seturi de principii: Declaraţia de la Rio cu privire la mediu şi dezvoltare

şi Principiile pădurii.

"Oamenii au dreptul la o viaţă sănătoasă şi productivă în armonie cu natura; naţiunile

au dreptul suveran de a exploata resursele proprii, fără însă a cauza distrugeri ale mediului în

afara graniţelor proprii." – Declaraţia de la Rio

Alături de Agenda 21 şi Declaraţia de la Rio, s-a ajuns la un acord cu privire la două

convenţii obligatorii:

• Convenţia privind Diversitatea Biologică (Convention on Biological Diversity CBD)

şi

• Convenţia cadru privind Schimbările Climatice.

1997- RIO+5 (1997)- Evaluarea progresului realizat la cinci ani de la Conferinţa de la Rio

(New York, 1997).

1999 – Tratatul de la Amsterdam - a consolidat baza legală a politicii vizând protecţia

mediului precum şi promovarea dezvoltării durabile în cadrul Uniunii Europene.

2000 –Consiliului European de la Lisabona , angajament până în anul 2010, "cea mai

competitivă şi dinamică economie bazată pe cunoaştere din lume"

18

2001 – Summit-ul de la Goetheborg - A fost adoptată Strategia de Dezvoltare Durabilă a

Uniunii Europene.

2002 - RIO+10(2002) - Evaluarea progresului realizat la zece ani, Summitul de la

Johannesburg

2005 – Comisia a demarat un proces de reviziure a Strategiei de Dezvoltare Durabilă,

2006 - A fost adoptată Strategia de Dezvoltare Durabilă pentru o Uniune Europeană

extinsă.

2007 – Tratatul de la Lisabona - protocoale adiţionale privind schimbările climatice şi

lupta împotriva încălzirii globale.

2012- RIO+20(2012) - Conferinţa ONU privind Dezvoltarea Durabilă – UNCSD

Evaluarea progresului realizat la 20 ani.

Obiectivul conferinţei a fost de a asigura un angajament politic reînnoit pentru dezvoltarea

durabilă, evaluarea progreselor realizate până în prezent şi lacunele în punerea în aplicare a

rezultatelor principalelor summituri privind dezvoltarea durabilă, precum şi abordarea provocărilor

noi şi emergente. În acest scop, accentul s-a pus pe două teme majore:

economia verde, în contextul dezvoltării durabile şi al eradicării sărăciei (trebuie

avut în vedere legăturile cu Obiectivele de Dezvoltare ale Mileniului – Millenium

Development Goals, MDGs) ;

cadrul instituţional pentru dezvoltare durabilă.

Din 5 in 5 ani au avut loc evaluari periodice ale Conferinţei de la Rio (+5, +10, +20).

a.RIO+5(1997)- Evaluarea progresului realizat la cinci ani de la Conferinţa de la Rio (New York,

1997)

A evidenţiat o serie de deficienţe, legate în particular de echitatea socială şi sărăcie.

reducerea asistenţei oficiale acordate pentru dezvoltare şi creşterea datoriilor internaţionale;

eşecul îmbunătăţirii: transferului de tehnologie, construcţiei capacităţilor pentru participare şi

dezvoltare;

eşecul coordonării instituţionale şi

incapacitatea de a reduce nivelurile excesive de producţie şi de consum.

b.RIO+10(2002) Evaluarea progresului realizat la zece ani Summitul de la Johannesburg

A făcut apel la ratificarea, întărirea şi implementarea mai fermă a acordurilor şi convenţiilor

internaţionale privind mediul şi dezvoltarea.

Summitul Naţiunilor Unite privind Dezvoltarea Durabilă (World Summit on Sustainable

Development – WSSD:

19

o Declaraţia de la Johannesburg privind dezvoltarea durabilă ;

o Planul de implementare a Summitului mondial privind dezvoltarea durabilă (JPOI).

Summitul de la Johannesburg a reafirmat dezvoltarea durabilă ca fiind un element central al

agendei internaţioanle şi a dat un nou impuls pentru aplicarea practică a măsurilor globale de

luptă împotriva sărăciei şi pentru protecţia mediului.

S-a aprofundat şi întărit înţelegerea conceptului de dezvoltare durabilă, în special prin

evidenţiere a importantelor legături dintre sărăcie, mediu şi utilizare a resurselor naturale.

Guvernele au căzut de acord şi au reafirmat un domeniu de obligaţii şi ţinte concrete de acţiune

pentru realizarea obiectivelor de dezvoltare durabilă.

Prin Declaraţia de la Johannesburg s-a asumat responsabilitatea colectivă pentru progresul şi

întărirea celor trei piloni interdependenţi ai dezvoltării durabile: dezvoltarea economică,

dezvoltarea socială şi protecţia mediului la nivel local, naţional, regional şi global.

Planul de implementare urmăreşte aplicarea de măsuri concrete la toate nivelurile şi întărirea

cooperării internaţionale, în baza responsabilităţolor comune dar diferenţiate, exprimate în

Principiul 7 al Declaraţiei de la Rio şi integrarea celor trei piloni ai dezvoltării durabile.

În acest sens, eforturile sunt cu precădere axate pe:

eradicarea sărăciei ;

modificarea modelelor de producţie şi consum;

protejarea sănătăţii

protejarea şi managementul bazei de resurse naturale pentru dezvoltarea economică şi

socială.

c.RIO+20(2012) Evaluarea progresului realizat la 20ani-Conferinţa ONU privind Dezvoltarea

Durabilă – UNCSD

Conferinţa a avut loc în Brazilia, în 2012, cu ocazia celei de a 20-a aniversări din 1992 a Conferinţei

Naţiunilor Unite pentru Mediu şi Dezvoltare (UNCED), la Rio de Janeiro, şi aniversarea a 10 ani

din 2002 Summitul mondial privind dezvoltarea durabilă (WSSD) de la Johannesburg.

Obiectivul conferinţei a fost de a asigura un angajament politic reînnoit pentru dezvoltarea

durabilă, evaluarea progreselor realizate până în prezent şi lacunele în punerea în aplicare a

rezultatelor principalelor summituri privind dezvoltarea durabilă, precum şi abordarea provocărilor

noi şi emergente. În acest scop, accentul se pune pe două teme majore:

20

Economia verde, în contextul dezvoltării durabile şi al eradicării sărăciei (trebuie avut în

vedere legăturile cu Obiectivele de Dezvoltare ale Mileniului – Millenium Development Goals,

MDGs) şi

Cadrul instituţional pentru dezvoltare durabilă.

Capitolul 3. Dezvoltarea durabila si mediul ambiant

3.1. Poluarea atmosferica – aspecte caracteristice

Definitie: Poluarea atmosferică reprezintă contaminarea atmosferei cu deseuri gazoase, lichide

sau solide sau cu produse care pot periclita sănătatea oamenilor, a animalelor şi a

plantelor.

Fig. 3.1. Poluare atmosferica

3.1.1.Cauzele poluării atmosferice şi principalii poluanţi

Poluanţii primari sunt substanţe emise direct în atmosferă (de exemplu dioxidul de sulf,

particulele de funingine şi oxizii de azot), în timp ce poluanţii secundari sunt produşi prin reacţii

chimice între poluanţii primari sau ale acestora cu elemente ale mediului.

Principalii poluanţi

Monoxidul de carbon (CO). Toate materiile primare energetice folosite pentru combustie

conţin carbon sub formă de combinaţii chimice, care se oxidează, transformându-se în dioxid de

carbon (CO2) sau în oxid de carbon (CO) dacă combustia este incompletă.

Monoxidul de carbon se formează şi în mod natural în metabolismul microorganismelor şi

în cel al plantelor. El se răspandeste în atmosferă sau se formează în stratosferă sub efectul razelor

UV.

21

Monoxidul de carbon este un gaz toxic pentru oameni şi animale. El pătrunde în organism

prin plămâni şi blochează fixarea oxigenului prin atomul central de Fe al hemoglobinei (HbCO),

puterea sa de fixare este de 240 de ori mai importantă decât cea a oxigenului. Nivelul de otrăvire

depinde de saturația sangvină, de cantitatea de CO din aer şi de volumul respirat.Din total, 67% din

CO provine de la vehicule, combustia nefiind completă.

Dioxidul de carbon (CO2) este cel mai important element din ciclul carbonului, el provine

pe cale antropică din arderea biomasei, cărbunelui, petrolului şi gazului natural, în procesele

generatoare de căldură şi electricitate şi procesele pirotehno logice.

În ciclul lui natural, CO2 intră în atmosfera globală prin descompunerea vegetaţiei şi din

oxidarea atmosferică a metanului şi este înlăturat din atmosferă prin fotosinteza plantelor şi

microorganismelor şi prin disoluţia apa atmosferică.

Din cauza încetinirii relative a reacţiilor dim atmosferă şi a ratelor mici de descompunere

de CO2, concentraţia lui în atmosferă a crescut constant de la începutul revoluţiei industriale

încoace, astfel că în ultimii 200 de ani, arderea combustibilului fosil a dus la o creştere constantă a

concentraţiei atmosferice de CO2 pînă la valoarea actuală de cca. 335 ppm pe volum, prevăzându-se

că peste 50 de ani concentraţia la nivel global să atingă cca.400 - 600 ppm.

În cantităţi mici, CO2 este inofensiv şi aduce carbonul necesar fotosintezei, el lasă să treacă

undele scurte ale radiaţiei solare în atmosferă şi absoarbe undele lungi ale radiaţiilor Pământului,

ceea ce provoacă efectul de seră.

Clorofluorocarbonații (CFC) au fost dezvoltaţi de S.U.A. în anii 1920 pentru a înlocui

amoniacul şi dioxidul de sulf ca fluid frigorifc. În principal, au fost utilizate patru tipuri de CFC

(CFC-11, CFC-12, CFC-22, CFC-113), fiind produse iniţial de firma Du Pont. Ulterior, cererea de

CFC a crescut foarte mult ei fiind utilizaţi și în sistemele de aer condiţionat, la umplerea sprayurilor

cu aerosoli, curăţarea echipamentelor electronice. Producţia de CFC a crescut continuu în S.U.A. şi

Europa până în anii 1980. Se estimează că 85% din producţia totală de CFC-11 şi CFC-12 a scăpat

în atmosferă. Deşi emisiile de CFC sunt mai puternice în ţările dezvoltate, datorită difuziei

atmosferice întreaga planetă este afectată. Datorită inerţiei chimice a CFC practic toată masa de

CFC va reacţiona numai cu ozonul din stratosferă.

Plumbul (Pb) şi compusii săi sunt adăugaţi la petrol pentru a obţine combustibilii derivaţi.

Cea mai mare parte din aceste substanţe nu sunt arse complet şi sunt eliberate în atmosferă prin

ţevile de eşapament ale maşinilor. Plumbul este eliberat în atmosferă atât în timpul proceselor

industriale cât şi prin folosirea pesticidelor şi insecticidelor. Creierul şi sistemul nervos sunt grav

afectate, ducând la apariţia unor deviaţii de comportament şi pierderi ale memoriei.

22

Fluorurile sunt eliberate în atmosferă în timpul procesului de producere a îngrășămintelor,

în industria de prelucrare a aluminiu şi în instalaţiile de producere a sticlei. Fluorurile în

concentraţii mari dăunează grav plantelor, şi implicit animalele ierbivore şi oamenilor dacă acestea

consumă plante sau legume care conţin o mare cantitate de fluoruri. Fluorurile prezente în cantităţi

mici în organism ajută la prevenirea cariilor. În cantităti mici se găsesc chiar şi în apa de băut.

Ozonul este a doua formă alotropică a oxigenului, fiind constituit din trei atomi ai acestuia

(formula sa chimică este O3). Molecula sa este instabilă și se descompune după un timp scurt în

oxigen diatomic. Sursa de ozon poate fi antropică, rezultat al reactiilor chimice dintre diferiti

poluanţi proveniţi de la maşini, uzine, termocentrale, rafinării etc., în prezența luminii solare. Surse

de ozon poate fi naturală (la cascade şi pe malul mărilor, rezultat în urma influenței razelor

ultraviolete, precum şi în pădurile de brazi, în urma oxidării terebentinei și a altor compuși

organici).

Ozonul bun - se afla în mod natural în stratosferă (15- 40 km) unde formează un strat

protector împotriva razelor solare ultraviolete UV B (280-320 nm).

Ozonul rău - se află în atmosfera terestră joasa numită troposferă (până la cca 12km). În

cantităţi foarte-foarte mici are efect pozitiv asupra tonusului vital al oamenilor, iar în cantităţi mai

mari afectează sănătatea acestora.

Funinginea, dioxidul de sulf şi oxizii de azot sunt poluanţii primari produşi în principal

prin arderile de combustibili fosili în sursele de producere a energiei, precum petrolul şi cărbunele.

3.1.2.Principalele surse de poluare atmosferică.

O parte semnificativă a industriei şi a transporturilor se bazează pe combustibili fosili. Pe

măsură ce aceşti combustibili sunt consumaţi, în atmosferă sunt eliminate particule chimice de

materii poluante.

Combustia cărbunelui, a petrolului şi a derivatilor săi este răspunzătoare pentru

majoritatea poluanţilor atmosferici.

Alte materiale poluante pot avea ca sursă de emitere industria metalurgică (fier, zinc,

plumb, cupru), industria petrolieră, industria materialelor de construcţii (ciment, sticlă) şi industria

chimică (a acidului azotic şi acidului sulfuric). Aceste substante chimice pot interacţiona între ele

dar iar razele ultraviolete cu intensități periculoase le pot modifica.

Exemple de surse industriale de poluare cu praf, fum şi cenuşă:

oţelării, furnale, materiale de sinterizare: oxizi de fier, fier, fum;

turnătorii de fontă, furnale: oxid de fier, praf, fum, vapori de ulei ;

metalurgia neferoasă, furnale şi topitorii: fum, vapori de ulei şi metale;

23

rafinării de petrol: regeneratori de catalizatori, incineratori de nămoluri, praf de catalizator,

cenuşă de nămol;

fabrici de hârtie, cuptoare,cuptoare de calcar: praf ce conţine substanţe chimice;

sticlă şi fibre de sticlă, manipularea materiilor prime, cuptoare de sticlă, tragerea firelor: praf

de materii prime, ceaţă de acid sulfuric, oxizi alcalini, aerosoli de răşini.

3.2. Poluarea apei – aspecte caracteristice

Definitie: Poluarea apei reprezintă contaminarea izvoarelor, lacurilor, apelor subterane, a

mărilor şi oceanelor cu substanţe dăunătoare mediului înconjurător.

Apa este elementul care întreţine viaţa pe Pământ. Toate organismele o conţin, unele

trăiesc în ea, unele o consumă. Plantele şi animalele au nevoie de apă pură şi nu pot supravieţui

dacă apa este infectată cu substanţe chimice toxice care dăuneaza microorganismelor. Dacă este

extrem de gravă, poluarea apei poate ucide un număr mare de peşti, păsări şi alte animale, iar în

unele cazuri poate ucide toţi membrii speciei din zona afectată. Poluarea face ca pârâurile, lacurile

şi toate acumularile de apă să aibă un aspect şi un miros neplăcut. Nu este recomandat să se

consume peştele şi crustaceele care trăiesc în apa infestată. Oamenii care beau apă poluată se pot

îmbolnavi grav, expunerea îndelungată poate produce cancer iar la femei pot apărea sarcini cu

probleme.

24

Fig. 3.2. Poluarea apelor.

3.2.1.Cauzele poluării apelor şi principalii poluanţi.

Principalii poluanţi sunt materialele chimice, biologice sau fizice care afectează negativ

calitatea apei. Poluanţii pot fi clasificaţi în opt categorii, fiecare având diferite acţiuni.

Podusele petroliere. Petrolul şi produsele derivate sunt folosiţi drept combustibili, sau

materii prime în alte ramuri industriale. Aceste produse petroliere ajung în apă în general accidental,

prin eşuarea navelor sau prin spargerea conductelor. În mare parte aceste produse sunt toxice pentru

animale, sau se depun pe blana animalelor şi penele păsărilor făcându-le permeabile şi astfel acestea

mor de frig, sau sunt împiedicate să se deplaseze.

Pesticidele şi ierbicidele. Substanţele chimice folosite de fermieri din belsug pentru

îndepartărea dăunătorilor, sunt preluate de precipitaţii şi astfel apa infestată se scurge în apa

pârâurilor şi a râurilor. Unele dintre acestea sunt biodegradabile şi se descompun repede în

substanţe inofensive sau mai putin nocive, dar cele mai des întâlnite sunt cele nedegradabile care

persistă pentru o lungă perioadă de timp. O mare parte din cantitatea de apă potabilă este

contaminată cu pesticide. Mai mult de 14 milioane de americani beau apă contaminată, şi Agenţia

de Protecţie a Mediului estimează că mai bine de 30% din sursele de apă sunt infestate. Azotaţii,

poluanţi derivati din insecticide, pot produce o forma foarte gravă de anemie la copii, boală de cele

mai multe ori mortală.

Metalele. Metale precum cuprul, plumbul, mercurul, seleniul ajung în apă din mai multe

surse, inclusiv industria automobilelor, mine şi chiar din sol. Asemenea pesticidelor, metalele devin

din ce în ce mai concentrate pe măsură ce sunt consumate prin intermediul hranei de către animale,

care la rândul lor sunt consumate de către alte animale, şi aşa mai departe, până când ajung la nivele

inalte ale lanţului trofic devenind extrem de toxice. În cantităţi mari sunt otrăvitoare, şi pot da

naştere unor boli grave. Cadmiul, povine din îngrăşăminte, recoltele tratate cu astfel de

îngrăşăminte şi consumate în cantităţi mari de către oameni pot produce diaree şi în timp pot afecta

rinichii şi ficatul. Plumbul poate ajunge şi el în apă, fie prin intermediul unor scurgeri din conducte

fie pentru ca intra în componenta unor sisteme de apă mai vechi. La copii, plumbul poate produce

boli mentale.

25

Deşeurile. Cele mai periculoase deşeuri sunt cele chimice care pot fi toxice, reactive

(capabile să producă gaze toxice sau explozive) sau infamabile. Dacă nu sunt tratate şi depozitate

corespunzător aceste deşeuri pot polua sursele de apa aproapiate de locul depozitării. În anul 1969

râul Cuyahoga din Cleveland, Ohio a fost atât de poluat încât a luat foc şi a ars timp de câteva ore.

Produsele chimice folosite în industria echipamentelor electrice, pot ajunge în mediu prin deversări

şi pot atinge niveluri toxice foarte ridicate prin intermediul lanţului trofic.

Cantităţile excesive de materie organică. Îngrăşămintele şi alţi nutrienţi folosiţi pentru

cultivarea plantelor în ferme şi grădini pot ajunge foarte uşor în apă. Odată ajunse în apă, aceste

produse încurajează creşterea plantelor şi algelor. Când aceste plante mor se depun pe fundul apei

iar microorganismele le descompun. În timpul procesului de descompunere aceste microorganisme

consumă o mare parte din oxigenul dizolvat în apă, şi astfel nivelul oxigenului ăn aceasta scade,

astfel încât vietăţile dependente de oxigenul din apă, cum ar fi peştii, mor.

Sedimentele. Sedimentele sunt particulele de sol deplasate de către curenţii de apă, şi care

pot deveni un pericol dacă sunt prezente în cantităţi mari. Eroziunea solului, produsă fie de apă,

vânt sau precipitaţii, inundaţiile şi alunecările de teren pot fi foarte dăunătoare pentru că introduc în

apă foarte multe nutriente, apărând astfel poluare prin cantităţi mari de materie organică.

Micoorganismele infecțioase. Un studiu efectuat în 1994 de Centrul de Prevenire şi

Control al Bolilor a descoperit că mai bine de 900000 de oameni se îmbolnăvesc anual din cauza

microorganismelor din apa potabilă, şi dintre aceştia mai bine de 900 mor. Multe din

microorganismele care se găsesc în număr mic în majoritatea surselor de apă, sunt considerate

poluanţi atunci când ajung în apa potabilă. Paraziţi precum Giardia lamblia şi Cryptosporidium

parvum ajung deseori în sursele de apă potabilă. Ei pot provoca boli grave copiilor, bătrânilor şi

oamenilor sensibili.

Poluarea termală. Apa este deseori luată din râuri, lacuri, oceane sau mări pentru a fi

folosită drept agent de răcire în fabrici şi centrale termo şi nuclearo-electrice şi apoi este adusă

înapoi la sursă, mai caldă decât atunci când a fost luată. Însă, chiar şi cele mai mici schimbări de

temperatură a apei vor îndepărta speciile care vieţuiau acolo şi vor atrage specii noi. Poluarea

termală poate grăbi procesul biologic la plante şi animale sau poate reduce cantitatea de oxigen din

apă, rezultatul putând fi acela de moarte a speciilor care nu sunt adaptate vieţii în ape calde, sau în

cazul râurilor poate duce la dispariţia vegetaţiei din zona poluată.

3.2.3.Principalele surse de poluare a apelor.

În cea mai mare parte, poluanţii apelor rezultă în urma activităţilor întreprinse de oameni.

26

Principala sursă de poluare permanentă a apelor o constituie colectările de ape după

utilizarea lor:

ape uzate industriale;

ape uzate menajere;

ape uzate publice;

ape uzate de la unităţi agrozootehnice şi piscicole;

ape uzate rezultate din satisfacerea nevoilor tehnologice proprii de apă ale sistemului de

canalizare de la spălatul şi stropitul străzilor şi incintelor;

ape pluviale infectate.

Mai există şi surse de poluare accidentală, dar ele sunt în marea lor majoritate legate de

problema de risc industrial:

ţevi de scurgere ale fabricilor sau din rezervoare subterane sparte;

pierderea etanşeităţii, depăşirea nivelului maxim sau spargerea digurilor unor halde de

depozitare a deşeurilor industriale ;

din nave, nave petroliere sau de pe platforme petroliere eşuate, ca în cazul epavelor Amoco

Cadiz, de pe coasta franceză în 1978, şi Exxon Valdez în Alaska în 1992. Al doilea mare

accident înregistrat a avut loc în Golful Mexic în 1979 cand nava Ixtoc 1 a deversat în

mare 530 milioane de litri de petrol. Însă cea mai mare vărsare de petrol a avut loc în

timpul războiului din Golf, în 1991, când forţele Iraqiene au distrus 8 rezervoare şi

terminaluri de pe ţărm în Kuwait, deversând în mare 910 milioane de litri de petrol.

3.3.Poluarea solului – aspecte caracteristice

Definitie: Poluarea solului reprezintă contaminarea prin diferite surse a scoarţei terestre

cu substanţe dăunătoare mediului înconjurător.

27

Fig. 3.3. Poluarea solului.

Solul poate fi poluat în două moduri:

- direct prin deversări de deşeuri pe terenuri urbane sau rurale, sau din îngrăşăminte şi

pesticide aruncate pe terenurile agricole;

- indirect, prin depunerea agenţilor poluanţi ejectaţi iniţial în atmosferă, apa ploilor

contaminate cu agenţi poluanţi "spălaţi" din atmosferă, transportul agenţilor poluanţi de către vânt

de pe un loc pe altul, infiltrarea prin sol a apelor contaminate.

În ceea ce priveşte poluarea prin intermediul agenţilor poluanţi din atmosferă, se observă

anumite particularităţi. Spre exemplu, ca regulă generală, solurile cele mai contaminate se vor afla

în preajma surselor de poluare. Pe măsură, însă, ce înălţimea coşurilor de evacuare a gazelor

contaminate creşte, contaminarea terenului din imediata apropiere a sursei de poluare va scădea ca

nivel de contaminare, dar regiunea contaminată se va extinde în suprafaţă.

Nivelul contaminării solului depinde şi de regimul ploilor. Acestea spală în general

atmosfera de agenţii poluanţi şi îi depun pe sol, dar în acelaşi timp spală şi solul, ajutând la

vehicularea agenţilor poluanţi spre emisari. Trebuie totuşi amintit că ploile favorizează şi

contaminarea în adâncime a solului.

Într-o oarecare măsură poluarea solului depinde şi de vegetaţia care îl acoperă, precum şi

de natura însăşi a solului. Lucrul acesta este foarte important pentru urmărirea persistenţei

pesticidelor şi îngrăşămintelor artificiale pe terenurile agricole. Interesul economic şi de protejare a

mediului cere ca atât ingrăşămintele cât şi pesticidele să rămână cât mai bine fixate în sol. În

28

realitate, o parte din ele este luată de vânt, alta este spălată de ploi, iar restul se descompune în timp,

datorită oxidării în aer sau acţiunii enzimelor secretate de bacteriile din sol.

3.4.Elemente privind efectele poluării.

3.4.1.Efectele poluării asupra sănătăţii umane.

Efectele poluanţilor asupra oamenilor reprezintă o problemă importantă, deoarece poluarea

aerului poate avea un efect semnificativ asupra sanătăţii acestora. Specialiştii britanici consideră

poluarea aerului responsabilă pentru reducerea duratei sperate de viaţă în medie cu 6 – 8 luni şi cu

costuri cu sănătatea ecivalente suplimentare de cca. 140 – 180 € /an persoană.

Populaţia afectată de poluare include un spectru larg de caracteristici din punct de vedere

al: vârstei, sexului şi stării de sănătate. În acest grup se pot identifica următoarele subcategorii ale

populaţiei sensibile: copii foarte mici (cu sisteme circulatorii şi respiratorii care nu sunt îndeajuns

de maturizate), bătrânii (cu sisteme circulatorii şi respiratorii care funcţionează defectuos) şi

persoanele cu boli preexistente (precum astmul, enfizemul şi boli de inimă).

În funcţie de modul de acţiune asupra organismului, poluanţii atomosferici pot fi clasificaţi

în grupe, care vor fi expuse în cele ce urmează.

Poluanţii iritanţi produc efecte iritante asupra aparatului respirator şi uneori asupra

mucoasei oculare. În această categorie sunt incluse o serie de substanţe gazoase ca dioxidul de sulf,

dioxidul de azot, ozonul, clorul, amoniacul etc. precum şi pulberile netoxice. Poluarea de tip iritant

constituie cel mai frecvent tip de poluare, fiind, în special, rezultatul proceselor de ardere a

combustibililor. Poluanţii iritanţi determină modificări la nivelul căilor respiratorii, provocând

hipersecretie bronşică şi alterarea activităţii cililor vibratili, precum şi la nivelul alveolelor

pulmonare (modificări ale suprafeței pulmonare, tulburări ale activităţii macrofagelor alveolare).

Prin reducerea capacităţii imunitare a aparatului respirator, acesta devine sensibil la orice agresiune

externă.

Poluanţii fibrozanţi produc modificări fibroase la nivelul aparatului respirator. Printre cei

mai răspândiţi agenti poluanţi de acest tip se numără: dioxidul de siliciu şi oxizii de fier, la care se

adaugă compuşii de cobalt, bariu etc.

Poluanţii asfixianţi sunt reprezentaţi de anumite substanţe poluante care impiedică

oxigenarea ţesuturilor organismului. Dintre acestia, cel mai important este monoxidul de carbon,

care formează cu hemoglobina un compus relativ stabil, carboxihemoglobina, care determină efecte

toxice extrem de grave, atunci când proporţia carboxihemoglobina depaseste 60% din hemoglobina

totală. Expunerea repetata la concentratii moderate de CO constituie un factor favorizant in

etiologia unor afecţiuni ca arteroscleroza şi infarctul miocardic.

29

Citeva dintre efectele asociate cu poluanţi atmosferici specifici sunt enumerate în tabelul

3.1.

Tabelul 3.1.

Efectele poluanţilor asupra oamenilor

Poluant Efect

Monoxid de carbon CO

Reducerea capacităţii sistemului circulator de transport a O2.

Poate conduce la deces: concentraţie > 0,15

% un timp de 3-4 ore, sau concentraţie > 1 % timp de 30 min., sau concentraţie > 2 % timp

de 15 min.

Oxizi de azot NOx Creşte sensibiliatea la patogenii respiratorii

Ozon O3 Scăderea functiilor pulmonare

Tuse, dureri de piept

Atac de astm mai puternic.

Nitratii peroxiacilici, aldehidele (VOC) Iritări ale ochilor

Hidrogen sulfurat HS Fenomene de asfixiere, prin paralizia

centrilor respiratori cerebrali.

Dioxid de sulf SO2 / particule Creşte prevalenţa bolilor respiratorii cronice

Creşte riscul bolilor respiratorii acute

Plumbul poate intra în organism prin două căi: inhalarea (20 % din total) şi ingestia (restul

de 80 % din total). Inhalarea este rezultatul primei expuneri la plumbul conţinut în aer, ingestia fiind

rezultatul unei expuneri secundare prin contaminare cu substanţele ingestate. Plumbul poate

degrada funcţiile renale, dăuna sintezei hemoglobinei şi poate altera sistemul nervos.

Fluorul este bun pentru sănătatea oamenilor; mai precis, pentru sănătatea dinţilor lor.

Fluorul întăreste smalţul dinţilor ceea ce, spun specialiştii, înseamnă mai puţine carii. Cercetări

recente arată că are însă efecte nocive asupra sistemului osos. Specialiştii afirmă că supradozarea

fluorului, ca urmare a ingestiei de fluoruri conţinute în apa de băut, determină apariţia fluorozei

dentare, o afecţiune caracterizată prin fragilizarea dinţilor şi apariţia de pete pe suprafaţa lor. Există

informaţii privind potenţialul carcinogenic al fluorului, iar mai multe studii demonstrează existenţa

unei legături între fluor şi fracturi: ingestia fluorului în cantităţi mari fragilizează oasele, mărind

riscul de fracturare a acestora. Mai nou, au apărut informaţii asupra unor posibile efecte ale

fluorului asupra creierului şi, implicit, a comportamentului uman, reducând tendinţele spre violenţă.

Daca se expun la ploi acide, oamenii vor suferi vezicule pe suprafaţa pielii, iritaţii şi arsuri.

În condiţii de aciditate mare, pielea se va arde. Oamenii de ştiinta susţin că riscul de a face cancer

de piele din cauza ploilor acide este extrem de ridicat. Substanţele chimice nocive ajung în

organismul uman atunci cand oamenii consuma apă, plante şi animalele afectate de ele. Mulţi

30

locuitori din mediul rural suferă de probleme de sănătate datorate consumului de apă potabilă

acidificată.

Mirosurile. Efectele mirosurilor asupra sănătăţii sunt greu de cuantificat, apărând stări de

greaţă, vomă, durere de cap, respiraţia sacadată, tuse, deranjarea somnului, a stomacului, a poftei de

mâncare, iritarea ochilor, nasului şi gâtului. Prin urmare distrugerea stării de bună dispoziţie şi a

savurării mîncării, a liniştii căminului, şi a mediului exterior, disturbări, nelinişti şi depresii, iată

citeva dintre efctele raportate de către subiecţi.

3.4.2.Efectele poluării asupra vegetaţiei şi animalelor.

Prejudiciu sau daună?

Prejudiciul reprezintă orice alterare observabilă a plantelor atunci când sunt expuse la

poluare.

Dauna este definită ca o pierdere estetică şi în special economică datorată expunerii la

poluare.

Această distincţie indică faptul că prejudiciul datorat poluării aerului nu este întotdeuna o

daună, deoarece nu orice prejudiciu împiedică planta să fie utilizată aşa cum se intenţiona.

Urmele vizibile cauzate de poluarea atmosferică asupra planetelor şi culturilor de salată

verde, tutun, orhidee, se transferă în pierdere economică, deci în daună. Prin contrast urmele

vizibile, cauzate de poluarea atmosferică, lăsate pe struguri, cartofi, sau porumb, nu duc la daune

determinabile şi deci nu există pierdei de producţie.

Efectele noxelor asupra vegetaţiei şi culturilor

Efectul expunerii vegetaţiei la factori poluanţi este foarte divers în funcţie de: intensitatea

şi durata factorului poluant, speciile de plante, vârsta, balansul nutriţional, condiţiile solului,

umiditatea şi lumina solară.

Poluanţii majoritari din aer ce sunt fitotoxici plantelor sunt: ozonul, dioxidul de sulf,

dioxidul azotic, fluridele, şi nitratul peroxiacetilic. Seceta, apa în exces, căldura şi frigul, grindina,

insectele, animalele, boala şi solului sărăcăcios sunt alte cauze ce pot aduce posibile prejudicii şi

daune plantelor. Poluarea aerului are un impact mult mai mare în unele zone geografce şi asupra

anumitor recolte faţă de altele. Estimările sugerează că mai puţin de 5 % din pierderile recoltei

totale sunt legate de poluarea aerului. Atunci când comparăm aceste pierderi de recoltă cu cele

datorate altor factori, procentajul este mic; dar în anumite locuri şi la anumite culturi specifice

pierderile economice pot fi semnificative.

31

Efectele noxelor asupra pădurilor

Din suprafaţa totală a uscatului (cca. 1/3 din suprafaţa totală a pământului) cca. 20% este

reprezentată de păduri. În funcţie de localizarea lor şi de speciile de arbori prezente pot fi definite

următoarele tipuri diferite de ecosisteme forestiere, în ordinea suprafeţelor ocupate: pădurile

tropicale, pădurile din zone temperate şi pădurile musonice.

Ecosistemul pădurilor temperate este localizat la latitudini unde a avut loc industrializarea

pe scară largă şi unde există posibilităţi maxime de interacţiune cu poluanţii din atmosferă.

Impactul poluării aerului asupra ecosistemului pădurii poate fi în beneficiul dar şi

detrimentul acestuia.

În literatura de specialitate, relaţia dintre poluanţii atmosferici şi pădure este clasificată, în

funcţie de doza poluantului, în trei categorii: doză scăzută, doză intermediară şi doză mare.

Prin această schemă de clasificare poate fi clarificat în mod semnificativ impactul poluării aerului

asupra pădurilor pe baza numeroaselor mărturii contradictorii.

Doză scăzută. În condiţiile unei doze scăzute, sistemele forestiere acţionează ca absorbant

pentru poluanţii din aer şi în unele instanţe ca sursă, ca în cazul hidrocarburilor rezultate din

putrefacţia straturilor de paie şi frunziş de pe pământ (cantităţile eliberate sunt de câteva ori mai

mari decât cele generate antropogenic, dar sunt mult mai dispersate extensiv şi, mai puţin

concentrate decât acestea), al sulfidelor hidrogenate, al NO2 (în procesul biologic de denitrificare),

al NH3 (format în sol către câteva tipuri de bacterii şi ciuperci sau din fertilizatorii aplicaţi), al CO2

(când au loc incendii controlate sau necontrolate sau când putrezesc straturile de paie şi frunziş de

pe pământ). În plus, în timpul înfloririi se produce o anumită cantitate de etilenă, iar o altă emisie

suplimentară în atmosferă reprezintă de grăunţele de polen, cu rol esenţial în ciclul reproductiv al

celor mai multe sisteme forestiere, dar care poate altera sănătatea celor alergici la febra fânului.

Interacţiunile poluanţilor din aer la concentraţii de doze mici cu pădurile duc la efecte

imperceptibile asupra ciclurilor biologice naturale ale acestora. În unele cazuri aceste interacţiuni

pot fi benefice pentru ecosistemul forestier. Pădurile, la fel ca celelalte sisteme biologice, acţionează

ca mase absorbante pentru îndepărtarea urmelor de gaze din atmosferă.

Doză intermediară. În condiţiile unei poluări cu doze intermediare, aceasta poate duce la

efecte măsurabile asupra ecosistemelor forestiere. Aceste efecte constau în reducerea creşterii

pădurii, schimbări ale speciilor forestiere şi sensibilitate la boli. Atât investigaţiile de laborator, cât

şi cele de teren, arată că SO2 inhibă creşterea pădurii. Efectul oxidanţilor fotochimici, în principal al

O3 şi a nitratului peroxiacilic (PAN), asupra pădurilor, a dus la schimbări în compoziţia acestora şi

la schimbarea sensibilităţii lor la boli. Au fost observate şi schimbări în compoziția şi calitatea

estetică ale pădurii. Pe măsură ce copacii sunt supuşi unui stress în creştere datorat expunerii la

32

oxidant, devin mult mai vulnerabili la gândacul pinului, care le poate aduce moartea subită. Pinul

pare a fi mult mai sensibil decît ceilalţi componenţi ai sistemului forestier, iar expunerea sa continuă

la oxidantul fotochimic poate duce la o evoluţie regresivă de la specie dominantă la cea minoritară.

Interactiunile din categoria dozelor intermediare pot induce efecte asupra ciclului de reproducere al

speciilor, utilizării nutrienţilor, producţiei de biomasă şi sensibilităţii la boli.

Doză mare. Efectele produse la acest nivel de către interactiuni pot fi observate chiar de

către un observator ocazional. Expunerea la o doză mare aduce prejudicii severe, sau poate duce

chiar la distrugerea pădurii. Poluanţii implicaţi cel mai adesea sunt SO2 şi fluorul hidrogenat. Din

punct de vedere istoric, cele mai dăunătoare surse de poluare pentru ecosistemele forestiere

înconjurătoare sunt topitoriile şi instalaţiile de reducerea a aluminiului.

Efectele noxelor asupra animalelor şi peştilor.

Principala sursă de poluare cu efecte majore pentru animalele şi peşti o constituie ingestia

nutreţurilor şi alimentelor contaminate de poluanţi.

Metalele grele aflate în conţinul vegetatiei şi apei reprezintă o sursă continuă de toxicitate

pentru animale şi peşti. Arseniul şi plumbul provenit de la topitorii, molibdenul de la furnale,

mercurul de la instalaţiile de sodă, reprezintă poluanţi toxici curenţi. Otrăvirea cu mercur a vieţii

acvatice reprezintă o problemă recentă, căci eliminarea celorlalte efecte a fost îndeplinită, în mare

măsură, printr-un control strict al emisiilor industriale.

Fluoridele gazoase cauzează prejudicii şi daune unei mari varietăţi de animale domestice şi

salbatice deopotrivă, precum şi peştilor, fiind raportate accidente datorate insecticidelor şi gazelor

toxice.

Hrănirea vitelor cu iarbă conţinând plumb poate avea ca simptome cârceii, spume la gură,

spargerea dinţilor, paralizarea muşchilor laringelui şi răgete datorate paralizării muşchilor gâtului.

Simptomele otrăvirii cu molibden la vaci sunt slăbirea, diareea, anemia, crisparea,

decolarea părului.

Efectele primare ale fluorului la animale se observă la dinţi şi la oase: se slăbeşte emailul

dinţilor în creştere, iar dinţii abia erupți se inmoaie, molarii devin inegali. Pot apare leziuni

osteofluorotice care pot conduce la crisparea şi şchipătatul animalului. Simptomele secundare sunt

lactaţia redusă, întărirea pielii şi asprirea blănii.

Efectele noxelor asupra materialelor şi structurilor.

Efectele asupra metalelor. Principalul efect al poluanţilor din aer asupra metalelor este

coroziunea suprafeţelor, care duce la pierderi de material de la suprafaţă şi la alterarea calităţilor

33

electrice ale metalelor. Coroziunea metalelor feroase este mult mai intensâ decât cea a metalelor

neferoase. Aluminiul, cuprul şi argintul formeză prin coroziune o suprafaţă protectoare care

limitează o viitoare coroziune.

Efectele asupra pietrelor. Clădirile vechi din oraşe au fost expuse decenii la fumul urban,

SO2 şi CO2, ca urmare suprafeţele s-au pietrificat şi s-au murdărit cu funingine (carbon nears din

fum). La umezeală, dioxidul de sulf (SO2) şi cel de carbon (CO2) reacţionează cu calcarul (CaCO3)

pentru a forma sulfatul de calciu (CaSO4) şi gipsul (CaSO4 2H2O) sau bicarbonatul de calciu

(Ca(HCO3)2), săruri complet solubile, putând fi spălate de ploaie, cauzând astfel deteriorarea

cărămizilor, a mortarului şi a marmurii.

Efectele asupra ţesăturilor şi coloranţilor. Efectele majore ale poluării aerului asupra

ţesăturilor sunt murdărirea şi scăderea rezistenţei la tensiuni (efect al acţiunii oxizilor de sulf şi al

creşterii frecvenţei spălării ca urmare a murdăririi mai rapide din cauza poluării).

O altă daună provocată ţesăturilor de poluarea aerului o constituie decolorarea vopselelor

acestora (datorată în special dioxidului de azot – NO2, dioxidului de sulf – SO2 şi ozonului O3, în

funcţie de tipul vopselei utilizate).

Efecte asupra pielii şi hîrtiei. Dioxidul de sulf afectează compoziţia pielii, hârtiei ducând

la deteriorarea lor semnificativă.

Efecte asupra cauciucului. Ozonul este cauza producerii de crăpături în interiorul

cauciucului sub tensiune. Efectul poate fi redus prin utilizarea cerii ca inhibitor sau utilizarea unui

strat de plastic sau hârtie pentru protecţia suprafeţei.

3.4.3.Efectele poluării asupra atmosferei.

Un efect important şi supărător al poluării aerului îl constituie reducerea vizibilităţii în

atmosferă. Descreşterea domeniului de vizibilitate datorită poluării atmosferice este cauzată pe de-

o parte de împrăştierea luminii solare de către particulele suspendate în aer şi, pe de altă parte, de

absorbiţia acesteia de către aceleaşi gaze şi particule. Deoarece nu obturarea este principala cauză a

reducerii vizibilităţii datorită prezenţei în aer a poluanţilor, aceasta este evidentă doar în zilele

senine. În zilele noroase sau noaptea nu sunt efecte sesizabile de reducere a vizibilităţii, deşi poate

exista aceeaşi concentraţie de particule şi gaze ca şi în zilele senine.

O alta cauză a reducerii vizibilităţii o constituie apariţia ceţii sau a smogului.

Ceața atmosferică este cauzată de prezenţa particulelor fine sau a NO2 în atmosferă.

Particulele au diametre între 0.1÷1 μm, acestea find limitele de mărime între care are loc

împraștierea luminii. Sursa acestor particule poate fi naturală sau antropogenică. Principala

componentă a ceţii este substanța formată din particulele de sulf (în special sulfatul de amoniac),

34

împreuna cu diferite cantități de substanţe care conțin azot. Alte componente includ grafitul, sub

formă de cenuşă fină sau de aerosoli organici. Sursele acestor substanţe în atmosferă pot fi

procesele de combustie efectuate în centrale termoelectrice şi motoare diesel (surse primare,

injectate direct în atmosferă) şi procesele de conversie gaz – particulă (surse secundare, considerate

a avea contribuţia principală la formarea ceţii atmosferice). În conversia gaz-particulă, moleculele

de gaz se transformă în particule lichide sau solide prin trei procese posibile: absorbţia (gazul este

înglobat într-o soluţie în stare lichidă), nuclearea (creşterea cristalelor de molecule, ce devin nuclee

stabile din punct de vedere termodinamic) şi condensarea.

Smogul este un amestec de ceaţă şi fum. Procesul de formare a smogului cuprinde în

realitate sute de reacţii chimice diferite, incluzând o multitudine de produse chimice ce apar

simultan, zonele urbane fiind “reactoare chimice gigant”.

Reducerea vizibilităţii atmosferice poate crea probleme severe. Cele mai semnificative sunt

efectele adverse în operaţiile de transport aeriene, rutiere şi navale. Vizibilitatea redusă poate

diminua calitatea vieţii şi poate cauza impresii estetice negative care pot afecta serios turismul şi

restricţiona dezvoltarea în orice domeniu.

3.5.Exemple de solutii de reducerea a noxelor

Dispersia noxelor. Se realizează prin utilizarea coşurilor de fum. Iniţial a fost o metodă de

evitare a poluării locale. Actualmente o completare a metodelor complexe de reţinere a noxelor în

instalaţii speciale.

Reducerea emisiilor de cenuşă poate fi făcută prin desprăfuirea uscată (folosind

electrofiltre) sau desprăfuirea umedă (în cazul în care se face și desulfurarea gazelor de ardere).

Reducerea emisiilor de NOx se face prin modificarea condiţiilor de ardere (reducerea

excesului de ardere, preîncălzire redusă a aerului de ardere, recircularea gazelor de ardere, injecţia

de apă/abur, arderea în trepte) și prin injecţie de amoniac sau uree în timpul arderii.

Reducerea emisiilor de SO2 Reţinerea bioxidului de sulf, şi prin aceasta reducerea

emisiilor de SO2, poate avea loc în toate fazele folosirii combustibilului, începând cu pregătirea lui,

înaintea arderii, în timpul arderii şi după ardere (prin acţiuni asupra gazelor de ardere).

În faza preparării cărbunelui, conţinutul în pirită al acestuia poate fi uşor redus prin

reducerea granulației urmată de o separare gravitațională.

Reducerea emisiilor de SO2 prin injecţie de calcar în focar. Pudra de calcar este injectată

în focar unde e calcinată la CaO care reacţionează cu SO2 rezultând CaSO4. Produsul

desulfurării şi aditivul care nu a reacționat sunt colectate în precipitator împreună cu aerul

de combustie. Metoda a avut cele mai bune rezultate deoarece calcarul este injectat la o

35

temperatură favorabilă şi acolo se află o presiune suficientă datorată aerului de la partea

superioară a arzătorului pentru a distribui bine aditivul. În funcţie de sarcina cazanului

eficienţa reducerii atinge valori de 50 .. ,70%. Avantajele injecţiei de calcar sunt: un proces

simplu, realizare rapidă, costul investiţiei scăzut, consum mic de energie, disponibilitatea

instalaţiei ridicată. Dezavantaje metodei sunt: gradul de desulfurare limitat, tendinţa de

zgurificare în focar, manipularea dificilă a cenuşii.

Reducerea emisiilor de SO2 prin desulfurarea gazelor de ardere . Normele foarte severe

de emisiune, care coboară valoarea admisă de la 2-3,5 [g/mc] la numai 0,4 g/mc cum este

exemplul pentru Japonia, SUA, Germania, impun neapărat folosirea unor instalaţii chimice

de desulfurare a gazelor la toate cazurile de ardere a cărbunelui în cazane cu focare clasice

sau a păcurii cu continut ridicat de sulf.

În ultimele două decenii au fost dezvoltate mai multe procedee de desulfurare:

-procedeul umed, în care se introduce ca agent activ o soluţie de hidroxid de calciu

şi carbonat de sodiu obţinând ca deşeu nămoluri nerecuperabile sau cel mult cu

posibilitate de extracţie de gips . Are cea mai largă implementare industrială;

-procedeul semiuscat, în care se introduce ca agent activ o soluţie concentrată de

amoniac sau hidroxid de calciu, în filtru având loc evaporarea completă a apei.

Produsele sulfatice sunt recuperate în stare uscată, permiţănd reintroducerea lor în

circuitul economic;

-procedeul catalitie, cu producere de sulf aplicat la o temperatură ridicată a gazelor

de ardere.

Reducerea emisiilor de CO2. Pentru reducerea cheltuielilor aferente procurării prin

licitație a certificatelor de emisii de gaze cu efect de seră, în prezent se aplică tehnologii de

colectare și stocare geologică a dioxidului de carbon.

3.6. Tehnologiile curate si mediul ambiant

În ultimii ani, respectarea reglementărilor şi actelor legislative aferente protecţiei mediului

constituie parte integrantă a strategiei întreprinderilor industriale. Acestea se traduc prin restricţii în

funcţionare, investiţii şi cheltuieli de exploatare semnificative.

Deoarece caracteristicile fizice şi chimice ale emisiilor rezultate din diferite ramuri industriale

(în timpul funcţionării normale) nu pot depăşi limitele valorice impuse prin reglementările în

vigoare, sunt necesare investiţii şi cheltuieli de exploatare suplimentare pentru echipamente

specifice care să însoţească instalaţiile industriale. De asemenea sunt necesare măsuri suplimentare

pentru tratarea şi eliminarea deşeurilor, rezultate în cadrul proceselor industriale.

36

În acest sens adoptarea tehnologiilor curate şi a ecoproduselor reduc incidenţa activităţii

industriale asupra mediului ambiant prin prevenirea poluării atât la nivelul producţiei cât şi al

consumului. Acestea constituie obiective prioritare în noile strategii de dezvoltare ale

întreprinderilor.

Primele definiţii ale tehnicilor sau tehnologiilor curate au fost formulate începând cu anul

1970: tehnologii care “produc mai bine” conducând la o “poluare mai redusă”. Aceste

tehnologii fac parte integrantă a producţiei şi se deosebesc de tehnologiile de depoluare.

Termenul oficial este cel de tehnologie curată şi este în mod curent utilizat pentru cazul când

el delimitează procedee industriale în care intervin mai multe tehnologii. Se mai utilizează termenii

de tehnică curată şi procedeu curat. Având în vedere obiectivul de limitare al deşeurilor produse

prin aplicarea acestor tehnologii se mai utilizează şi următoarele denumiri: tehnologie cu cantităţi

reduse de deşeuri sau tehnologie fără deşeuri.

În cadrul tehnologiilor curate, conform definiţiei oficiale (1979) sunt incluse acele

“tehnologii care permit recircularea apei sau a poluanţilor, care pot constitui sau nu deşeuri

sau care permit valorificarea poluanţilor ca materii prime secundare”.

Principalele obiective pe care trebuie să le îndeplinească tehnologiile curate, sunt:

consum redus de materii prime;

consum redus de energie;

producerea de cantităţi reduse de emisii poluante şi deşeuri.

Astfel, interesul pentru aplicarea acestor tipuri de tehnologii este atât ecologic cât şi energetic

şi economic.

O tehnologie curată reprezintă un procedeu (sau un lanţ de procedee ) care antrenează

îmbunătăţirea ecobilanţului procesului de producţie. Presupune două aspecte:

materiile prime şi utilităţile care participă în cadrul procedeului: fluide, tipuri de energie,

mâna de lucru, etc;

produsele finale şi/sau emisiile generate.

Din aceste considerente, impactul aplicării acestor tehnologii asupra mediului ambiant este

dublu:

consum redus de materii prime, ceea ce conduce la conservarea mediului ambiant;

inexistenţa emisiilor poluante şi a deşeurilor, a căror prezenţă contribuie la degradarea

mediului ambiant.

Aceste două căi de acţiune asupra mediului ambiant sunt interdependente.

În funcţie de modul de aplicare, se pot considera trei categorii de tehnologii curate:

37

Reducerea emisilor poluante se face prin optimizarea procedeelor existente sau de referinţă.

Obiectivele urmărite sunt ameliorarea randamentului de desfăşurare a procesului şi prevenirea

poluării accidentale. Procesul iniţial este îmbunătăţit şi mai bine gestionat, intervenţiile în cadrul

acestuia sunt punctuale. Sistemele de automatizare permit în paralel cu prevenirea accidentelor,

reducerea consumului de materii prime şi a cantităţii de deşeuri produse. Aceste îmbunătăţiri se

datorează în special investiţiilor în resurse umane ( specializări, cursuri de calificare ) şi mai

puţin în echipamente;

Reutilizarea sau reciclarea materiilor prime interne procedeului, diminuarea cantităţii de deşeuri

produse sau valorificarea acestora ca materii prime în cadrul unor procese secundare. În mod

curent, aceste obiective se realizează prin îmbunătăţirea unui procedeu din lanţul tehnologic sau

înlocuirea unui procedeu din amonte sau aval de cel iniţial. Partea principală a procesului

rămâne neschimbată.

Modificarea esenţială a procedeului iniţial, înlocuirea practică a acestuia cu un procedeu nou.

Implementarea acestor procedee presupune cercetare tehnologică, care să permită verificarea

condiţiilor de fezabilitate pentru implementare procedeului. Aplicarea acestor tipuri de

tehnologii presupune modificarea totală a datelor economice iniţiale.

O tehnică sau tehnologie de depoluare intervine la nivelul emisiilor înregistrate în aval de

procesul iniţial. Principalul obiectiv al aplicării acestora este ca emisiile din aer , apă şi deşeurile

rezultate datorită funcţionării instalaţiilor, să corespundă reglementărilor în vigoare. Principalele

forme sub care intervin tehnologiile de depoluare, în cadrul proceselor industriale, sunt:

condiţionarea deşeurilor pentru un transfer ulterior către un centru de tratare al acestora.

Eliminarea lor poate fii asigurată prin tratare fizică sau chimică transformându-le în produse cu

nocivitate foarte scăzută sau nulă. De asemenea deşeurile pot fi valorificate energetic sau pot fi

utilizate pentru extragerea de subproduse cu valoare comercială;

tratarea lor în scopul distrugerii, neutralizării, reciclării sau regenerării (extragere de subproduse

reciclabile).

Spre deosebire de tehnologiile de depoluare, tehnologiile curate reprezintă procedee de

fabricaţie care pot genera ele însele emisii poluante sau deşeuri.

Există cazuri în care cele două noţiuni se pot confunda. De exemplu, dacă într-un proces iniţial

se aplică o reciclare internă, aceasta poate reprezenta o tehnologie curată însă dacă este realizată în

afara procesului iniţial reprezintă o tehnologie de depoluare.

Scopul urmărit prin aplicarea tehnologilor curate în diverse ramuri industriale este:

reducerea poluării;

reducerea consumului de materii prime.

38

Alături de cele două avantaje menţionate anterior, aplicarea tehnologiilor curate conduce la:

îmbunătăţirea calităţiii produselor;

îmbunătăţirea condiţiilor de muncă;

îmbunătaţirea imaginii întreprinderii;

diminuarea riscurilor accidentelor.

Capitolul 4 -Tipuri de impact asupra mediului. Indicatori de impact

În tabelul 4.1, sunt sintetizate principalele tipuri de impact asupra mediului şi factorii care

le produc, specifice sistemelor industriale.

Tabelul 4.1.

Tipuri de impact asupra mediului a sistemelor energetice.

Tipul

de impact Acţiunea

Asupra cui

acţionează

Epuizarea rezervelor de resurse

naturale

Consumul de rezerve

neregenerabile

Rezerve de resurse

naturale

Efectul de sera

Emisia gazelor cu efect de

seră: CO2, CH4,N2O,CFC,O3,

NOx, CO, COV

Echilibrul termic al

planetei

Degradarea stratului de ozon Emisia gazelor cu efect

fotochimic (CFC) Stratul de ozon

Toxicitate şi

ecotoxicitate

Toxicitate Emisii de substanţe chimice,

căldură, emisii radioactive Oameni, faună, floră

Acidificare Emisii chimice: SO2, NO2,

HCl Floră, faună

Eutrofizare

Emisii de elemente ca azot,

fosfor în componenţă apelor

uzate

Floră, faună

Factori

perturbatori

Zgomot Emisii sonore Oameni, faună

Miros Emisii mirositoare Oameni, faună

Ocuparea

spaţiului

Gradul de ocupare a unei

suprafeţe şi a timpului Oameni, faună, floră

Impact

vizual

Construcţii (înălţime, volum,

formă) Oameni

Fiecărui tip de impact i se asociază indicatori sau indici de impact, pe baza cărora se poate

face evaluarea din punct de vedere ecologic a diferitelor sisteme energetice.

Calculul indicilor de impact se face pe baza poluanţilor emişi în cadrul fiecărui tip de

impact.

4.1.Efectul de seră

Definiţie

Radiația solară ultravioletă, ajunsă pe Pământ, este parțial absorbită de acesta și parțial

reflectată. La rândul său, Pământul emite spre spațiu o radiație infraroșie. Aceasta este parțial

39

reflectată înapoi de gazele ca dioxidul de carbon, metanul etc.. Radiația reflectată este cu atât mai

mare cu cât cantitatea de astfel de gaze este mai mare. Acest fenomen poartă numele de „efect de

seră”, iar gazele care îl generează „gaze cu efect de seră”. El a fost descoperit de Joseph Fourier în

1824.

Figura 4.1. Mecanismul de formare a efectului de seră.

Principalele gaze cu efect de seră sunt: dioxidul de carbon (CO2), gazul metan (CH4),

protoxidul de azot (N2O), vaporii de apă (H2O), derivaţi clorofloruraţi ai hidrocarburilor saturate

(CFC, HCFC), ozonul (O3), monoxidul de carbon (CO), precum şi compuşii organici volatili

(COV). Primele trei gaze au un efect direct asupra generării efectului de seră în timp ce ultimele au

un efect indirect.

Alături de alte procese, procesele industriale sunt răspunzătoare şi de producerea acestui

tip de impact.

Indicator de impact, GWP

Compararea potenţialelor de încălzire aferente emisiilor de gaze pentru diferitele procese,

se face pe baza indicatorului Global Warming Potentiel (GWP), recomandat de SETAC (Society of

Environmental Toxicology and Chemistry).

Tabelul 4.2.

GWP caracteristic principalelor gaze cu efect de seră

Substanţă GWP (20 ani) GWP (100 ani) GWP (500 ani)

CO2 1 1 1

CH4 35 11 4

N2O 260 270 170

40

Pentru un sistem, determinarea indicelui GWP se realizează prin însumarea potenţialelor

elementare de efect de seră ale fiecărui gaz ce intră în componenţa efluentului gazos al sistemului,

multiplicate cu cantitatea corespunzătoare fiecărei componente.

i

ii GWPmGWP (4.1.)

unde : GWPi este potenţialul efectului de seră al elementului „i” din efluentul gazos (kg CO2

echivalent), iar mi –cantitatea de element „i” (kg / unitatea funcţională).

Principalele gaze care participă în mod direct la crearea efectului de seră sunt : dioxidul de carbon

(sCO2 = 1 ) şi metanul ( sCH4 = 35 ).

Cine este răspunzător de acest efect, consecinţe.

În ultima jumătate de secol au fost emise în atmosferă cantităţi foarte mari de dioxid de

carbon şi metan, care au redus permeabilitatea atmosferei pentru radiaţiile calorice reflectate de

Pământ spre spaţiul cosmic. Acest lucru a dus la începerea aşa-numitului fenomen de încălzire

globală.

Conform unui studiu din anul 2007, 22% dintre emisiile mondiale de gaze cu efect de seră

provin din agricultură, un procent similar celui din sectorul industrial, dar superior celui din

transporturi. Creşterea vitelor, mai ales transportul şi hrănirea acestora, se află la originea a 80%

din emisiile de gaze cu efect de seră provenite din agricultură.

Fig. 4.2. Abaterea temperaturii globale

Temperatura medie globală in intervalul 1901-2000 a fost de 13,9°C. Potrivit graficului

alaturat, în anul 2005 a avut loc o creștere a temperaturii medii cu aproximativ 0.5°C, ceea ce

Abat

erea

tem

per

aturi

i glo

bal

e ºC

41

reprezintă o temperatură medie în 2005 de circa 14,4°C. Nu pare mult, dar având în vedere că

această creştere a avut loc în numai câteva zeci de ani şi că diferenţa între temperatura din era

glaciară şi era noastră este de numai 5°C, va trebui cu siguranţă să ne revizuim atitudinea faţă de

planetă şi de mediul inconjurător.

4.2.Acidificarea

Definiţie

Reprezintă perturbarea echilibrului acido-bazic al atmosferei datorată emisiilor gazoase cu

caracter acid rezultate din diferite procese . Acestea pot provoca perturbări semnificative a tuturor

elementelor mediului ambiant (aer, apă, sol), inducând o creştere a ph–ului.

Figura 4.3. Acidificarea atmosferica

Indicator de impact, AP

Relaţia de determinare a acestui indicator, denumit potenţial de acidificare (AP) este:

i

ii APmAP (4.2)

42

unde: APi este potenţialul de acidificare al substanţei „i” din efluentul gazos (tabelul 4.3.) în [kg

echivalent SO2/unitatea funcţională], iar mi - cantitatea substanţei „i” [kg / unitatea funcţională].

Tabelul 4.3.

Valorile AP ale unor substanţe

Substanţa AP

SO2 1

NO 1.07

NO2 0.7

NOx 0.7

NH3 1.88

HCl 1.88

HF 1.6

Cine este raspunzător de acest efect, consecinţe

Acidifierea sau plaga acidă - este produsă de oxizii de sulf şi de azot care sunt emişi din

procesele de combustie, transportaţi la sute de km şi transformaţi în acizi prin conversie chimică şi

care apoi interferează cu ecosistemele. Când cantitatea de CO2 creşte peste limitele normale, acest

fapt favorizează creşterea semnificativă a temperaturii la nivelul solului (peste limitele normale),

ceea ce strică echilibrul pe care natura a ştiut să îl pastreze până la intervenţia iresponsabilă a

omului. Pe de altă parte, în ultimele decenii, s-a constatat şi o acidificare (diminuarea progresiva a

pH-ului) apelor oceanelor, ca urmare a dizolvarii dioxidului de carbon din atmosfera, fenomen care

poate să compromită supravieţuirea organismelor marine (în special, corali, scoici).

Ploaia acidă (sau precipitaţiile acide) sunt precipitaţiile care au un pH mai mic decât 5,6,

având deci un caracter acid pronunţat. Apa distilată este neutră şi este cotată cu pH de 7,0. Apa

"curată" nepoluată este slab acidă, dar nu are valoarea pH-lui mai mică decât 5,6.

Precipitaţiile acide apar de obicei în situaţiile în care cantităţi mari de dioxid de sulf sau de

oxid de azot sunt emise în atmosferă. Acestea fac obiectul unor transformări chimice, şi apoi, sunt

absorbite de picăturile de apă din nori. Uneori acizii poluanţi apar ca particule uscate şi ca gaze care

pot atinge solul fără ajutorul apei. Când acizii „uscaţi” sunt spălaţi de ploaie, combinându-se cu

aceasta, formează o soluţie cu acţiune mult mai corozivă. Combinaţia dintre ploaie acidă şi acizi

uscaţi este cunoscută sub numele de depunere de acid.

4.3.Degradarea stratului de ozon

Definiție

43

Ozonul din straturile superioare ale atmosferei (ozonul bun – aflat la 15- 40 km altitudine)

protejează planeta de efectele dăunătoare ale radiaţiilor ultraviolete (UV B cu lungimea de undă

280-320 nm) emise de soare, prin absorbția parțială a acestora. De la apariţia vieţii pe Pământ,

plantele şi animalele s-au adaptat la un anumit nivel de radiaţii UV. Modificarea, în special

creşterea acestei cantităţi de radiaţie, datorată subțierii sau chiar distrugerii stratului de ozon, poate

provoca distrugerea treptată a lumii vii. Formarea ozonului în straturile superioare ale atmosferei

are loc de câteva milioane de ani, dar compuşii naturali de azot din atmosferă se pare că au menţinut

constantă concentraţia de ozon.

Ozonul prezent în straturile inferioare ale atmosferei (Ozonul rău - se găseşte până la cca.

12 km altitudine) este „toxic”, atacă celulele plantelor prin inhibiţia fotosintezei, intensifică

procesele nocive ale smogului.

Indice de impact, ODP.

Indicele utilizat pentru măsurarea contribuţiei unei substanţe la distrugerea stratului de ozon

este ODP (Ozon Depletion Potential). ODP-ul unei substanţe gazoase reprezintă efectul asupra

ozonului stratosferic al emisiei unui kg de substanţă raportată la freonul CFC 11.

În tabelul 4.4 sunt prezentate valorile ODP pentru o serie de substanţe.

Tabelul 4.4.

ODP pentru diferite substanţe raportate la CFC 11

Substanţa Factor ODP Substanţa Factor ODP

CFC 11 1 Halon 1211 3.0

CFC 12 1.0 Halon 1301 10.0

CFC 113 0.8 HCFC 22 0.055

CFC 114 1.0 HCFC 123 0.05

CFC 115 0.6 CCl 14 1.1

Determinarea indicelui ODP pentru un sistem se realizează prin însumarea ODPi ale

fiecărui gaz ce intră în componenţa efluentului gazos al sistemului, multiplicate cu cantitatea

corespunzătoare fiecărui component.

i

ii ODPmODP (4.3.)

unde: ODPi este indicele ODP al elementului “i” din efluentul gazos [kg CFC11 echivalent], iar mi

- cantitatea substanţei “”i [kg / unitatea funcţională].

Cine este răspunzator de acest efect, consecințe.

44

În primul rând compuşii organici halogenaţi folosiţi ca agenţi refrigerenţi şi în spray-urile

cu aerosoli, unii compuşi organici volatili (COV). După eliberarea în atmosferă, aceste produse

chimice sunt descompuse de lumina solară, clorul reacţionând şi distrugând moleculele de ozon

(până la 100.000 de molecule de ozon pot fi distruse de o singura moleculă de cloro – fluoro –

carbură).

Fig. 4.4. Efectele distrugerii stratului de ozon

Sursele care emit oxizi de azot (NOx) pot fi împărţite în 3 categorii: surse mobile, surse

fixe şi alte surse; ponderea fiind de 50% pentru sursele mobile, 20% pentru sursele fixe şi restul

pentru ceilalte surse de poluare.

Sursele mobile sunt motoarele cu ardere internă care permit o ardere controlată a

combustibilului pentru a produce lucrul mecanic necesar funcţionării acestora. Combustibilul care

conţine un amestec de parafine şi hidrocarburi aromatice este ars în prezenţa aerului. La o

combustie completă se obţine CO2 , H2O si căldură. În timpul arderii, din cauza temperaturilor

ridicate, se formează oxizii de azot în concentraţii de 100 - 3.000 ppm. Din categoria surselor fixe,

sursele de energie care utilizeaza combustibil fosil generează aproape jumătate din "producţia" de

oxizi de azot. La acestea se adaugă şi fabricile de ciment, de sticlă, laminoarele, oţelăriile,

rafinăriile, fabricile de acid azotic, turbinele cu gaz, incineratoarele, motoarele Diesel staţionare

etc., adică la toate tehnologiile unde sunt întâlnite temperaturi înalte, controlate sau necontrolate.

Alte surse generatoare de oxizi de azot sunt naturale sau biologice şi includ fulgerele,

incendiile de păduri, copaci, arbuşti, iarba şi desigur microorganismele.

45

Un alt factor care contribuie la scăderea stratului de ozon îl constituie zborurile rachetelor

cu utilizări multiple (ex. Shuttle) şi ale avioanelor supersonice (gazele eliminate de aceste avioane

în timpul zborului conţin oxizi de azot).

4.4.Poluarea foto-oxidantă

Definitie

Ca urmare a reacţiilor fotochimice ale oxizilor de azot şi a compuşilor organici volatili

(COV), în baza troposferei se formează cantităţi importante de foto-oxidanţi, deosebit de toxici

pentru organismele vii. Creşterea semnificativă a concentraţiei acestor produse are repercusiuni

importante asupra ecosistemelor. Aceste perturbări sunt sesizate în general la nivel local sau

regional. Printre foto-oxidanţi cel mai important este ozonul. Indicatorul utilizat pentru exprimarea

acestui impact se numeşte indice al potenţialului de formare a ozonului fotochimic (PCOP) şi

reprezintă masa de ozon produsă de 1 kg de o substanţă emisă suplimentar. Pentru referinţă se

consideră etilena. De aceea el se exprimă în kg echivalent etilenă.

Formarea ozonului fotochimic mai este cunoscut şi sub denumirea de “smog de vară”.

Formarea oxidanţilor fotochimici, dintre care ozonul este reprezentantul majoritar, este rezultatul

reacţiilor între oxizii de azot (NOx) şi COV sub influenţa radiaţilor ultraviolet.

Fig. 4.5. Fornarea ozonului rău

Indicator de impact POCP

Denumirea a acestui indicator este prescurtarea Photochimical Creation Potential .

Relaţia de calcul a potenţialului de formare a ozonului fotochimic este:

46

i

ii POCPmPOCP (4.4.)

unde: POCPi este indicele potenţialului de creare a ozonului fotochimic pentru substanţa ”i”

(tabelul 4.5), iar mi - cantităţile emise de substanţă “i”, ce influenţează formarea ozonului

fotochimic [kg / unitatea funcţională]

Tabelul 4.5

Valorile POCP ale unor substanţe

Substanţa POCP

metan 0.007

etan 0.082

propan 0.42

alcani 0.398

hidrocarburi halogenate 0.021

metanol 0.123

etanol 0.268

alcooli 0.196

acetonă 0.178

esteri 0.223

etilenă 1

propilenă 1.03

acetilenă 0.168

benzen 0.189

formaldehidă 0.421

aldehide 0.443

hidrocarburi 0.377

4.5.Eutrofizarea

Definitie

Eutrofizare reprezintă suprafertifizarea apelor de suprafaţă care provoacă dezvoltarea

explozivă a plantelor, ceea ce poate conduce la probleme grave de calitate a apei.

Imbogăţirea apei cu nutrienţi, în principal azot şi fosfor, care conduce la înfloriri algale, o

creştere exagerată a vegetatiei acvatice, o turbiditate ridicată, o dezoxigenare a apelor de la fundul

lacului şi, în unele cazuri, un miros şi un gust dezagreabil al apei.

Indicator de impact, NP

Contribuţia la fenomenul de eutrofizare a unei substanţe “i” este reprezentat de potenţialul

de eutrofizare NP a cărui valori sunt exprimate în kg echivalent fosfat PO43-.

i

ii NPmNP (4.5)

unde: NPi este potenţialul de eutrofizare al unei substanţe “i” (tabelul 4.6), iar mi - cantitatea

substanţei “i” [kg / unitatea funcţională].

Tabelul 4.6

47

Valorile NP caracteristice diferitelor substanţe

Substanţa NP

PO43-

1

NO 0.2

NO2 0.13

NOx 0.13

NH4 0.33

N 0.42

P 3.06

CCO (cererea chimică în oxigen) 0.022

Cine este raspunzator de acest efect, consecinte

Acest fenomen are ca efect creşterea consumului de oxigen în mediile acvatice şi terestre

datorită unei concentraţii ridicate de produse azotate şi fosfatice. Acest lucru conduce la o

dezvoltare a planctonului în zonele acvatice cu efecte directe asupra faunei: o reducere până la

eliminarea ei din cauza consumului ridicat de oxigen. Trebuie precizat faptul că emisiile din aer ale

compuşilor azotaţi şi fosfaţi contribuie de asemenea la acest efect. În general, in studii se consideră

numai fenomenul de eutrofizare a mediului acvatic.

Eutrofizarea apelor se manifesta mai ales in cazul apelor statatoare, sau cu viteză foarte mica

de curgere, prin "inflorirea" masiva a lacurilor, bălţilor, a apelor marine şi oceanice de coasta

(cresterea abundentă a algelor), nitraţii fiind forma accesibila plantelor, inclusiv algelor verzi

albastre.

Fig. 4.6. Eutrofizarea

48

Dezvoltarea algelor duce la scăderea transparenţei apei şi scăderea concentraţiei oxigenului

dizolvat în apă, fenomene însoîite de dispariîia faunei acvatice şi, in final, poate duce la formarea

unei mlastini. Condiţiile create de agricultura modernă, urbanizarea şi industrializarea au dus la o

creştere considerabilă a cantităţii de nutrienţi (în special la azot şi fosfor), atât din surse difuze, cât

şi punctiforme, în apele de suprafaţă şi cele subterane. Acest aport a dus, mai ales în lacuri, la

apariţia fenomenului de eutrofizare. Cauzele sunt:

surse difuze - care provin din antrenarea unor substanţe minerale de la nivelul bazinului

hidrografic de către ape:

-naturale (precipitaţiile sub forma lichidă sau solidă şi procesele de eroziune şi spălare a

solurilor)

-artificiale (activităţile umane agricole şi silvice, responsabile de îngrăşămintele organice,

irigaţii şi resturile vegetale);

surse punctuale naturale sau artificiale sunt reprezentate de afluenţii care ajung în

ecosistemele lacustre.

4.6.Ecotoxicitate – toxicitate

1.3.1. Ecotoxicitate

Acest efect regrupează efectele toxice emanate în principal de metale grele şi hidrocarburi

aromatice nehalogenate în mediile acvatice şi terestre. Se definesc doi indicatori de cuantificare a

ecotoxicităţii acvatice şi respectiv terestre:

ECA (Ecotoxicological Classification factor for Aquatic Ecosistem) pentru mediul acvatic:

apă dulce şi sărată

ECT (Ecotoxicological Classification factor for Terrestrial Ecosistem) pentru mediul

terestru.

Aceşti indici se calculează ca inversul concentraţiei maxime tolerabile (MTC) :

ECA (T) =1/MTC A(T) (4.6)

Corespunzător unei substanţe “i”

i

iia ECAmECA (4.7)

i

iit ECTmECT (4.8)

unde: ECAi, ECTi sunt factorii de ponderare a ecotoxicităţii (indici) acvatice şi terestre

pentru o substanţă “I”, [kg/mg], [m3/mg], (tabelul 4.7), iar mai, mt i - cantităţile emise de o substanţă

“i” în apă, sol [mg / unitatea funcţională]

Tabelul 4.7

49

Valorile ECA, ECT pentru diferite substanţe

Substanţa ECA ECT

As 0.2 3.6

Cd 200 13

Cr 1 0.42

Co - 0.42

Cu 2 0.77

Pb 2 0.43

Hg 500 29

Ni 0.33 1.7

Zn 0.38 2.6

C6H6 (benzen) 0.029 -

C6H5OH (fenol) 5.9 5.3

dioxină - 1400

petrol brut 0.05 -

1.3.2. Toxicitate umană.

Contribuţia unei substanţe la indicele de impact asupra mediului, toxicitate umană, se face

pornind de la trei factori de ponderare după mediu: aer, apă şi sol, şi anume:

HCA (Human Toxicological Classification factor for the Air) pentru aer

HCW (Human Toxicological Classification factor for the Water) pentru apă

HCS (Human Toxicological Classification factor for the Soil) pentru sol.

Aceşti indicatori se calculează pentru fiecare substanţă imisă în mediile: aer, apă şi sol

după un mod de calcul complex. În cadrul acestui mod de calcul se iau în considerare : dimensiunea

acestuia mediului, maniera în care are loc un schimb de substanţe imise între medii, degradarea

substanţelor în cadrul fiecărui mediu, mijloacele prin care omul poate absorbi substanţele, numărul

de persoane expuse, cantităţile acceptabile de substanţe absorbite de om. Pornind de la aceşti factori

se calculează :

)( isiiwi

i

iia HCSmHCWmHCAmTH (4.9)

unde: HCAi, HCWi, HCSi sunt factori de ponderare pentru imisiile atmosferice, acvatice şi terestre

(sol) pentru substanţa “i” [kg / kg], (tabelul 4.8), iar mai, mwi, msi - cantităţile imise de substanţa “i”

în aer, apă şi sol [kg / unitatea funcţională]

Tabelul 4.8.

Valorile factorilor HCA, HCW şi HCS pentru unele substanţe

Substanţa HCA HCW HCS

metale

As 4700 1.4 0.043

Ba 1.7 0.14 0.019

Cd 580 2.9 7

Co 24 2 0.065

Cu 0.24 0.02 0.0052

Fe 0.042 0.0036

Hg 120 4.7 0.15

50

Mn 120

Ni 470 0.057 0.014

Pb 160 0.79 0.025

Zn 0.033 0.0029 0.007

compuşi neorganici

NH4 0.02 0.0017

CO 0.012

CN (cianură) 2.6 0.22 5.4

F 0.48 0.041

H2S 0.78

NOx 0.78

NO2 0.26 0.022

SO2 1.2

altele

C6H6(benzen) 3.9 0.66

C6H5 OH

(fenol) 0.56 0.048 0.62

dioxină 3 300 000 290 000

petrol 1.7 0.00092

4.7.Victime

În timpul ciclului de viaţă al unui produs sau al unui proces se pot întâmpla evenimente

nedorite care au ca rezultat pierderi de vieţi omeneşti, rănirea gravă a unor persoane participante la

realizarea ciclului de viaţă respectiv. Până în prezent, nu există nici o metodă care să ia în calcule

aceste pierderi de vieţi omeneşti sau accidente.

4.8. Mirosuri

Aprecierea confortului olfactiv depinde de fiecare individ. Emisia unei substanţe rău

mirositoare este raportată la un prag numit OTV (Odour Threshold Value). Acest prag este definit

drept concentraţia substanţei care în condiţii standard definite este apreciată de cel puţin 50% dintr-

un eşantion reprezentativ de populaţie ca fiind diferită de aerul curat. În tabelul 4.12 sunt prezentate

valorile OTV pentru unele substanţe.

i

ii OTVvOTV (4.10)

unde:

OTVi: indicii corespunzători ai unei substanţe i, ce contribuie la impactul asupra mediului

numit mirosuri (tabelul 4.12)

v i: volumele emise de componentele unei substanţe i [m3]

OTV: indicele ce defineşte efectul de miros al unui produs sau proces [m3/unitatea

funcţională].

Tabelul 4.12

Valorile OTV ale diferitelor substanţe

Substanţă OTV

51

amoniac (NH3) 1

clorobenzen (C6H5Cl) 1

diclormetan (CH2Cl2) 640

disulfit de carbon (CS2) 0.18

etanol (C2H5OH) 0.64

metanol (CH3OH) 73

fenol (C6H5OH) 0.039

hidrogen sulfurat (H2S) 0.00043

acetonă 72

1.3.3.

4.9.Zgomot

În general în foarte puţine studii de stabilire a impactului asupra mediului al unui produs sau proces

(stabilirea ACV-ului) este luat în considerare acest tip de impact.

Stabilirea acestui tip de impact se face după o ecuaţie logaritmică ce conduce la un rezultat

reprezentând o valoare relativ normalizată :

i

N

t

i

N 1010lg10 (4.11)

unde :

Ni: surse sonore [dB]

Nt: zgomotul rezultant [dB]

Dacă se utilizează în calculul ACV, metoda punctajului în situaţia creată de impactul asupra

mediului al zgomotului, penalităţile luate în calcul sunt:

0 dacă Nt < 60 dB

2 dacă 60 tN < 90 dB

4 dacă Nt 90 dB

În aceste condiţii impactul (I) se calculează după formula :

I = 2 x Nt (60 tN < 90) + 4 x Nt (Nt 90) (4.12)

4.10.Evaluarea ecologica (pe baza indicatorilor de impact)

A. evaluarea “impact cu impact”, luând în consideraţie câte un singur indicator de impact

calculat;

B. evaluarea globală a impacturilor.

A. Evaluarea sistemelor energetice “impact cu impact”

52

Se stabilesc indicatorii semnificativi pentru aceste sisteme şi pe baza acestora se face

comparaţia între acestea. Acest mod de evaluare se mai numeşte şi “sistem cu sistem”. Se poate

utiliza şi reprezentarea grafică a indicilor de impact calculaţi, prin histograme, denumite ecoprofile.

În acest fel se obţin concluzii parţiale privind impactul sistemelor energetice asupra

mediului:

Deficienţele evaluării “impact cu impact”, a cărui grad de elocvenţă este dat şi de numărul

de indicatori de impact consideraţi, se pot elimina prin aplicarea evaluării globale.

B. Evaluarea globală, constă în traducerea în parametrii decizionali a rezultatelor calculelor

indicatorilor de impact, pentru caracterizarea din punct de vedere ecologic a sistemelor energetice,

prin aprecierea metodelor matematice de analiză multicriterială, diferenţiate în special prin modul

de formulare a rezultatelor obţinute, ceea ce impune alegerea metodei de analiză. Câteva exemple

de astfel de metode sunt: LAEPSI (CARRE 97), FRENAL 99, ELECTREIS.

Acest mod de evaluare este strict necesar în luarea deciziei pentru stabilirea unei soluţii

optime, în cazul în care evaluarea “impact cu impact” nu reflectă informaţii complete privind

impactul asupra mediului ale diferitelor sisteme energetice analizate.

4.11.Cuantificarea economică a efectelor ecologice . Ecotaxele

Cele mai uzuale metode de internalizare a externalităţilor de mediu sunt taxele de mediu

(ecotaxele).

În evaluarea “externalităţilor”, prin aceste metode, intervin diferite grade de incertitudine:

date statistice cu caracter tehnic, epidemiologice, modele meteo de împrăştiere a emisiilor, etc. Din

aceste motive în ultimul timp ecotaxele sau penalităţile de mediu reprezintă soluţiile cele mai

adecvate de internalizare a externalităţilor de mediu.

Taxa pe energie – este o taxă de tip cantitativ, se aplică asupra consumului de energie. Pe

baza acesteia sunt promovate măsurile de economisire a energiei şi eficientizare energetică. Aceste

taxe se aplică atât în sfera producerii cât şi a consumului (utilizării) energiei.

Taxa pe diferiţi poluanţi (SO2, NOx, etc) – este o taxă de tip calitativ. Rolul determinant

îl are conţinutul unui anumit poluant al combustibilului ars. Aceasta poate constitui o motivaţie

pentru schimbarea structurii consumului de combustibil, nu numai energetic dar şi tehnologic.

Dintre taxele pe poluanţi cea mai utilizată este taxa pe carbon.

Aceasta este o taxă de tip calitativ, în care rolul determinant îl are conţinutul de carbon al

combustibilului ars.

Taxa mixtă (poluant/energie), înglobează atât aspecte cantitative dar şi calitative

îmbinând elementele menţionate anterior.

53

Studiile europene în domeniu, subliniază principala caracteristică a taxelor de mediu: spre

deosebire de celelalte taxe, îmbunătăţesc eficienţa energetică şi implicit şi pe cea economică.

Această caracteristică rezultă din faptul că taxele de mediu stimulează interesul simultan pentru:

utilizarea resurselor energetice curate, regenerabile, alături de tehnologiile curate de producere

(tehnologii cu eficienţă energetică ridicată şi poluare redusă).

În anul 2005 a fost lansată de Statele Membre UE, ca instrument de luptă împotriva

schimbărilor climatice, Schema Europeană de Tranzacționare a Certificatelor de emisii de gaze

cu efect de seră (EU ETS). EU ETS urmărește reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră într-un

mod eficient din punct de vedere economic. Mecanismul de piață este bazat pe principiul "limitează

și comercializează", ceea ce presupune în fapt o limită globală pentru certificatele introduse în

sistem, "limita", și o limită individuală la nivel de instalație sau societate pentru alocarea cu titlu

gratuit. Apoi, societaţile pot cumpăra și vinde certificatele în interiorul sistemului, pentru a obține

eficiența economică în termen de preț. Necesitatea de a cumpăra apare atunci când emisiile

verificate depășesc numeric cantitatea de emisii alocată pentru anul respectiv. Când o instalație are

alocarea mai mare decât emisiile din producție, surplusul de certificate se acumulează în contul de

registru. Instalația poate să vândă difernţa, dar nu este obligată la aceasta, dându-se posibilitatea

reportării certificatelor pentru anii următori. La ora actuală există cinci burse ale carbonului,

respectiv ECX Exchange, GreenX Exchange, EEX Exchange, Bluenext Exchange și NordPool

Exchange pe care pot fi tranzacţionate surplusurile de certificate.

Începând cu anul 2013 vor fi puse în practică următoarele schimbări fundamentale:

un plafon privind cotele de emisie la nivelul UE (spre deosebire de 27 de plafoane, câte unul

pentru fiecare stat membru), ceea ce înseamnă reglementări mai previzibile și stabilitate;

licitația, ca sistem de alocare implicit;

norme armonizate pentru alocarea cu titlu gratuit, pe baza valorilor de referință privind

performanța;

norme mai stricte privind tipul de credite internaționale autorizate în vederea utilizării în

cadrul EU ETS;

înlocuirea celor 27 de registre electronice naționale de către un singur registru al Uniunii.

54

Capitolul 5. Problematici fundamentale in domeniul resurselor naturale,

alternative viabile

5.1. Resurse naturale

Termenul de resurse naturale se poate defini ca fiind resursele produse natural şi toate sistemele

care sunt sau ar putea fi folositoare omului în circumstanţe de natură tehnologică , economică şi

socoiala.

Percepţia resurselor naturale este dinamică în timp, fiind dependenta de :

condiţiile mostenite;

nivelul tehnologic (prezent si viitor);

condiţiile economice ;

conjucturile relative momentane.

Stocurile sau rezervele de resurse naturale indică ceea ce se cunoaşte a fi disponibil pentru

utilizare în viitor, în condiţiile dinamicii economice.

Stocurile sau rezervele sunt dependente de :

tehnologia disponibila ;

costurile aferente ;

restricţiile sociale.

Estimarea rezervelor se face având în vedere interacţiunile cu alte sisteme precum şi potenţialele

schimbări ireversibile.

În concluzie se poate face afirmaţia că resursele naturale constituie părţi componenete ale unor

sisteme extinse.

Din punct de vedere al caracterului de refacere in timp, cea mai uzuala clasificare a resurselor este :

resurse regenerabile : energia solară, energia eoliană, energia mareelor, pădurile, aerul, apele,

terenurile agricole;

resursele neregenerabile: substanţele minerale şi combustibilii fosili.

Caracterul regenerativ al resurselor este de multe ori relativ, fiind dependent de multe ori de

utilizarea unor metode administrative adecvate nedistructive (cazul terenurilor agricole, depozitării

deşeurilor). Sunt schimbări în sistemul resurselor naturale , carecare se pot dovedi ireversibile.

Incertitudinile legate de existenţa şi dimensiunile rezervelor au multiple cauze, cum sunt:

utilizarea termenilor de resurse şi rezeve in afara definiţiilor riguroase, în mod impropriu;

55

incertitudinile geografice;

termenul de rezervă este dependent de circumstanţele tehnologice şi economice.

În prezent resursele naturale se confruntă cu o multitudine de probleme. În cele ce urmează vor fi

trecute în revistă numai câteva dintre acestea, care influenţează în mod semnificativ dimensiunea,

dinamica şi evoluţia resurselor existente.

1.Durata şi condiţiile în care omenirea îşi poate continua existenta pe pământ cu o rezerva finită

de stocuri, cu resurse regenerabile dar distructibile şi sisteme limitate de supraveghere a

mediului este limitată, având în vedere că:

stocul resurselor neregenerabile este finit;

viteza de consum s-a accentuat in ultimile decenii (viteze de consum mult mai mari decat cele

istorice cunoscute pâna acum).

De exemplu: statistica epuizarii resurselor naturale neregenerabile arată că la creşterea unei resurse

cu 5% pe an, viteza de utilizare se dubleaza în 14 ani.

1. Localizarea resurselor cunoscute

În acest sens, marile rezerve naturale, de exemplu rezervele de petrol (precum si a altor resurse cum

sunt: bauxita, minereul de fier, gazele naturale, etc) sunt considerabile, descoperindu-se altele noi în

fiecare an, dar nu sunt amplasate în principalele ţări consumatoare.

3.Trecerea istorică a omenirii de la dependenţa de resurse regenerabile la resursele

neregenerabile

În acest sens se pot menţiona următoarele exemple:

cărbunele a devenit important când aprovizionarea cu cărbune vegetal a devenit extrem de

costisitoare datorita distanţelor mari faţă de păduri cât şi a efectelor nedorite asupra mediului a

defrisarilor);

trecerea de la utilizarea puterii animalelor în agricultură la puterea motoarelor;

trecerea de la îngraşămintele naturale la cele chimice.

4.Evaluarea modelelor comportamentale istorice referitoare la utilizarae resurselor naturale

Exemple concludente sunt exploatările neîntelepte de-a lungul istoriei, pentru diferite resurse

naturale, fapte condamnate astăzi, care şi-au lasat un pregnant impact asupra mediului.

5.Înţelegerea corectă a rolului şi importanţei resurselor naturale şi a serviciilor de mediu în

conditiile dezvoltarii economice

În prezent se reconsideră aspectele ecologice, prin aplicarea unor p[olitici adecvate, având în vedere

că în ultimile de cenii cresterea economică s-a făcut în detrimentul mediului, ignorandu-se

caracterul epuizabil al resurselor.

6.Accentuarea dependenţei de rezervele naturale inferioare

56

Calitatea minereurilor utilizate în prezent este mult mai scăzută decât a celor exploatate în

trecut. De aceea sunt necesarecantităţi mai mari de minereu primar pentru realizarea aceloraşi

cantităţi de produse finite. Exploatarea unor cantităţi mai marri de resurse pentru realizarea

aceloraşi efecte utile. va conduce la efecte ecologice mult mai mari atât directe (exploatăruile în

sine) cât şi indirecte prin deşeurile rezultate care vor polua mai accentuat mediul ambiant.

5.2.Aspecte privind valorificarea resurselor regenerabile

5.2.1. Elemente generale

Sursele regenerabile deţin un potenţial energetic important şi oferă disponibilităţi nelimitate de

utilizare pe plan local şi naţional. Valorificarea surselor regenerabile de energie se realizează pe

baza a trei premise importante conferite de acestea, şi anume, accesibilitate, disponibilitate şi

acceptabilitate. Sursele regenerabile de energie asigură creşterea siguranţei în alimentarea cu

energie şi limitarea importului resurse energetice, în condiţiile unei dezvoltări economice durabile.

Aceste cerinţe se realizează în contextul naţional, prin implementarea unor politici de conservarea

energiei, creşterea eficienţei energetice şi valorificarea superioară a surselor regenerabile.Comisia

Europeană a iniţiat, în iulie 2002, propunerea de promovare a producţiei combinate de energie

electrică şi termică pe bază de combustibili fosili şi de valorificare a surselor regenerabile de

energie şi a deşeurilor. Sursele regenerabile de energie pot să contribuie prioritar la satisfacerea

nevoilor curente de energie electrică şi de încălzire în zonele rurale defavorizate. Valorificarea

surselor regenerabile de energie, în condiţii concurenţiale pe piaţa de energie, devine oportună prin

adoptarea şi punerea în practică a unor politici şi instrumente specifice sau emiterea de "certificate

verzi" ("certificate ecologice"). Oportunitatea implementării strategiei de valorificare a surselor

regenerabile de energie pe termen mediu şi lung în România oferă cadrul corespunzător pentru

adoptarea unor decizii privind alternativele energetice şi conformarea cu acquis-ul comunitar în

domeniu. În condiţiile meteogeografice din România, în balanţa energetică pe termen mediu şi lung

se iau în considerare următoarele tipuri de surse regenerabile de energie: energia solară, energia

eoliană, hidroenergia, biomasa şi energia geotermală. Programul de utilizare a surselor regenerabile

de energie se înscrie în cerinţele de mediu asumate prin Protocolul de la Kyoto la Convenţia-Cadru

a Naţiunilor Unite asupra schimbărilor climatice, adoptat la 11 decembrie 1997, ratificat de

România prin Legea nr. 3/2001, respectiv de Uniunea Europeană în baza Documentului

2002/358/CE.

5.2.2.Potenţialul şi valorificarea surselor regenerabile de energie în România

Potenţialul surselor regenerabile de energie în Uniunea Europeană şi în România

57

În sectorul energetic din majoritatea statelor europene are loc o reconsiderare a priorităţilor privind

creşterea siguranţei în alimentarea consumatorilor şi protecţia mediului înconjurător, iar în cadrul

acestui proces, sursele regenerabile de energie oferă o soluţie accesibilă şi garantată pe termen

mediu şi lung.

Siguranţa alimentării cu energie a consumatorilor din statele membre ale Uniunii Europene este

susţinută, inclusiv pe baza importurilor de resurse energetice, în condiţiile liberalizării pieţei de

energie şi în conformitate cu cerinţa imperativă de atenuare a impactului asupra mediului

înconjurător. Obiectivul strategic propus în Cartea Albă pentru o Strategie Comunitară a constat în

dublarea, până în anul 2010, a aportului surselor regenerabile de energie al ţărilor membre ale

Uniunii Europene, care a trebuit să ajungă treptat, de la 6% în anul 1995, la 12% în consumul total

de resurse primare.

În acest context în România, ponderea surselor regenerabile de energie în consumul total de resurse

primare, urmează să ajungă de la circa 11%, (2010) la 20% in 2020. Uniunea Europeană, în Cartea

Albă pentru o Strategie Comunitară şi Planul de acţiune "Energie pentru viitor - sursele regenerabile

apromovat o strategie denumită "Campania de demarare a investiţiilor

În Cartea Verde "Spre o strategie europeană pentru siguranţa în alimentarea cu energie" s-a

preconizat că sursele regenerabile de energie pot să contribuie efectiv la creşterea resurselor

energetice interne, ceea ce conferă acestora o anumită prioritate în adoptarea politicii energetice

comunitare. În Programul de acţiune "Energie inteligentă pentru Europa" obiectivul fundamental a

constat în creşterea ponderii surselor regenerabile în producţia totală de energie electrică.

Implementarea măsurilor înscrise în Cartea Verde prin Programul "ALTENER" (cu un buget

estimat la circa 86 milioane euro) a urmarit accelerarea procesului de valorificare a potenţialului

energetic al surselor regenerabile. Prioritatea programelor de utilizare a surselor regenerabile s-a

concentat pe creşterea eficienţei energetice în baza unui management adecvat al cererii de energie

("demand si de management").

În statele Uniunii Europene, promovarea energiei electrice din surse regenerabile se asigură pe

baza a două scheme-suport distincte, şi anume:

preţul energiei produse din surse regenerabile se determină pe cale administrativă, iar cantitatea

produsă se stabileşte pe piaţa energiei;

cantitatea de energie produsă sau consumată din surse regenerabile ("energie verde") se

determină pe cale administrativă, iar nivelul preţului certificatelor de "energie verde" se

stabileşte pe piaţa energiei.

Aspecte privind valorificarea surselor regenerabile de energie în România

58

Energia solară

Potenţialul energetic solar este dat de cantitatea medie de energie provenită din radiaţia solară

incidentă în plan orizontal care, în România, este de circa 1100 kWh/m2-an. Harta radiaţiei solare

din România s-a elaborat pe baza datelor medii multianuale înregistrate de Institutul Naţional de

Meteorologie şi Hidrologie (INMH), procesate şi corelate cu observaţii şi măsurători fizice

efectuate pe teren de instituţii specializate. În România s-au identificat cinci zone geografice (0 -

IV), diferenţiate în funcţie de nivelul fluxului energetic măsurat. Distribuţia geografică a

potenţialului energetic solar relevă că mai mult de jumătate din suprafaţa României beneficiază de

un flux anual de energie cuprins între 1000 kWh/m2an şi 1300 kWh/m2an.

Tabelul 5.1

Distribuţia potenţialului energetic solar din România

Zona Potenţial energetic solar înregistrat

0 peste 1250 kWh/m2-an

I 1250 kWh/m2-an - 1150 kWh/m2-an

II 1150 kWh/m2-an - 1050 kWh/m2-an

III 1050 kWh/m2-an - 950 kWh/m2-an

IV sub 950 kWh/m2-an

Aportul energetic al sistemelor solare-termale la necesarul de căldură şi apă caldă menajeră din

România este evaluat la circa 1434 mii tep (60 PJ/an), ceea ce ar putea substitui aproximativ 50%

din volumul de apă caldă menajeră sau 15% din cota de energie termică pentru încălzirea curentă.

În condiţiile meteo-solare din România, un captator solar-termic funcţionează, în condiţii normale

de siguranţă, pe perioada martie - octombrie, cu un randament care variază între 40% şi 90%.

Utilitatea sistemelor solar-termale se regăseşte, în mod curent, la prepararea apei calde menajere din

locuinţele individuale. Captatoarele solare pot să funcţioneze cu eficienţă ridicată în regim hibrid cu

alte sisteme termice convenţionale sau neconvenţionale. În exploatare, radiaţia solară nu trebuie să

aibă obligatoriu un nivel foarte ridicat, întrucât sistemele solare pasive pot funcţiona eficient şi în

zone mai puţin atractive din punct de vedere al nivelului de intensitate solară (ex.:zone de nord din

Transilvania sau din Moldova).

Sistemele solare pasive sunt încorporate, de regulă, în "anvelopa" clădirii (partea exterioară a

imobilului), iar cea mai mare parte a materialelor de construcţie sunt de tip convenţional. În condiţii

normale, costul mediu suplimentar (pentru materiale încorporate în construcţia nouă) la reabilitarea

termică a unei clădiri se majorează până la 20% (la clădiri renovate). Conversia radiaţiei solare în

energie electrică se realizează cu instalaţii fotovoltaice alcătuite din module solare cu configuraţii şi

59

dimensiuni diferite. Potenţialul exploatabil al producerii de energie electrică prin sisteme

fotovoltaice este de aproximativ 1200 GWh/an. Costul investiţiei pentru realizarea de sisteme

fotovoltaice în reţea de module solare a înregistrat o evoluţie favorabilă în ultimele decenii. Pentru

alimentarea unor consumatori izolaţi şi consumuri mici de energie, sistemele fotovoltaice oferă o

alternativă economică atractivă, dacă se ţine seama de costul ridicat pentru racordarea

consumatorilor la reţeaua electrică aferentă sistemului energetic naţional. De exemplu, pentru un

sistem solar cu puterea instalată de 1 MW este necesar un modul fotovoltaic cu suprafaţa de circa

30000 m2.

Exemple de sisteme fotovoltaice cu puteri variate şi în regim de funcţionare :

sisteme autonome - pentru alimentarea unor consumatori izolaţi (gospodării individuale, centre

socio-culturale în Munţii Apuseni, litoralul Mării Negre, Delta Dunării ş.a.);

staţii de radio-telecomunicaţii, instalaţii de pompare a apei, iluminat public sau semnalizare

trafic, înscrise ca obiective în programul de electrificare rurală;

sisteme conectate la reţeaua electrică (staţii fotovoltaice cu panouri mobile, sisteme integrate în

imobile ş.a.).

Energia eoliană

În România s-au identificat cinci zone eoliene distincte (I - V) în funcţie de potenţialul energetic

existent, de condiţiile de mediu şi topogeografice. Harta eoliană a României s-a elaborat luând în

considerare potenţialul energetic al surselor eoliene la înălţimea medie de 50 metri, pe baza datelor

şi informaţiilor meteogeografice colectate începând din anul 1990, până în prezent. Din rezultatele

înregistrate a rezultat că România se află într-un climat temperat continental,cu un potenţial

energetic eolian ridicat în zona litoralului Mării Negre, podişurile din Moldova şi Dobrogea

("climat blând") sau în zonele montane ("climat sever"). În regiuni cu potenţial eolian relativ bun s-

au localizat amplasamente favorabile, dacă se urmăreşte "exploatarea energetică a efectului de

curgere peste vârf de deal" sau "a efectului de canalizare al curenţilor de aer". Pe baza evaluării şi

interpretării datelor înregistrate rezultă că în România se pot amplasa instalaţii eoliene cu o putere

totală de până la 14000 MW, ceea ce înseamnă un aport de energie electrică de aproape 23000

GWh/an.Pe baza evaluărilor preliminare în zona litoralului, inclusiv mediul off-shore, pe termen

scurt şi mediu, potenţialul energetic eolian amenajabil este de circa 2000 MW, cu o cantitate medie

de energie electrică de 4500 GWh/an.

Tabelul 5.2

60

Elemente tehnico-economice de exploatare a potenţialului

energetic al zonelor eoliene din România

Zona Montană Mare Terenuri

plate

Dealuri şi

podişuri topogeo înaltă deschisă literală

viteză/ m/s m/s m/s m/s m/s

energie W/m2 W/m2 W/m2) W/m2) W/m2)

I 11,0/1800 9,0/800 8,5/700 7,5/500 6,0/250

II 10,0-11,5/

1200-1800

8,0-9,0/

300-800

7,0-8/

400-700

6,5-7,5/

300-500

5,0-6,0/

150-250

III 8,5-10,0/

700-1200

7,0-8,0/

400-600

6,0-7,0/

250-400

5,5-8,5/

200-300

4,5-5,0/

100-150

IV 7,0-8,5/

400-700

5,5-7,0/

200-400

5,0-6,0/

150-250

4,5-5,5/

100-200

3,5-4,5/

50-100

V <7,0/

<400

<5,5/

<200

<5,0/

<150

<4,5/

<100

<3,5/

<50

Valorificarea potenţialului energetic eolian, în condiţii de eficienţă economică, impune folosirea

unor tehnologii şi echipamente adecvate (grupuri aerogeneratoare cu putere nominală de la 750 kW

până la 2000 kW). Pe plan mondial, "energetica vântului" se găseşte într-o etapă de "maturitate

tehnologică" însă, în România, ponderea energiei electrice din surse eoliene în balanţa energetică

rămâne deocamdată sub posibilităţile reale de valorificare eficientă a acestora.

Energia produsă în unităţi hidroelectrice (grupuri de mică şi mare putere)

În România, potenţialul hidroenergetic al râurilor principale este de circa 40000 GWh/an, care se

poate obţine în amenajări hidroenergetice de mare putere (> 10 MW/unitate hidro) sau de mică

putere (< 10 MW/unitate hidro), după următoarea repartizare:

amenajări hidroenergetice de mare putere (34000 GWh/an);

amenajări hidroenergetice de mică putere (6000 GWh/an).

Biomasa

În condiţiile mediului topogeografic existent, se apreciază că România are un potenţial energetic

ridicat de biomasă, evaluat la circa 7594 mii tep*)/an (318x109 MJ/an, împărţitpe următoarele

categorii de combustibil:

reziduuri din exploatări forestiere şi lemn de foc [1175 mii tep (49,8x109 MJ/an)];

61

deşeuri de lemn - rumeguş şi alte resturi de lemn [487 mii tep (20,4x109 MJ/an)];

deşeuri agricole rezultate din cereale, tulpini de porumb;

resturi vegetale de viţă de vie ş.a. [4799 mii tep*) (200,9x109 MJ/an)];

biogaz [588 mii tep*) (24,6x109 MJ/an)];

deşeuri şi reziduuri menajere urbane [545 mii tep*) (22,8x109 MJ/an)].

[*) tep - tone echivalent petrol]

Cantitatea de căldură rezultată din valorificarea energetică a biomasei deţine ponderi diferite în

balanţa resurselor primare, în funcţie de tipul de deşeuri utilizat sau destinaţia consumului final.

Astfel, 54% din căldura produsă pe bază de biomasă se obţine din arderea de reziduuri forestiere

sau 89% din căldura necesară încălzirii locuinţelor şi prepararea hranei (mediul rural) este rezultatul

consumului de reziduuri şi deşeuri vegetale.

Tabelul 5.3

Consumul de biomasă în balanţa resurselor energetice primare

Specificaţie U.M./an 1996 1997 1998 1999 2000

Consumul Total PJ 2.341 2.146 1.934 1.666 40.39

Resurse primare MJ 2.341 2.146 1.934 1.666 1.689

Consum de

biomasă

PJ 205 241 127 118 116

Pondere biomasă % 8,76 6,57 6,56 7,10 6,28

În consumul curent de biomasă din România, în regim de exploatare energetică, se folosesc diferite

tipuri de combustibili, cu următoarea destinaţie:

cazane industriale de abur şi apă fierbinte pentru încălzire industrială (combustibil pe bază de

lemn);

cazane de apă caldă, cu puteri instalate între 0,7 MW şi 7,0 MW, pentru încălzire urbană

(combustibil pe bază de deşeuri din lemn);

sobe sau cuptoare de lemne şi/sau deşeuri agricole pentru încălzirea locuinţelor individuale sau

prepararea hranei ş.a.

Între anii 1998 - 1999 s-a implementat un proiect demonstrativ, denumit "Asistenţă pentru

implementarea surselor regenerabile de energie", cu finanţare asigurată prin Programul PHARE -

UE. Caracterul demonstrativ al proiectului constă în punerea în evidenţă a valorii de înlocuire a

biomasei în raport cu combustibilii fosili la producerea de agent termic. Proiectul realizat în

localitatea Câmpeni funcţionează pe bază de biomasă (deşeuri de lemn), cu furnizare de energie, în

62

condiţii de eficienţă economică şi cu respectarea normelor de protecţie a mediului înconjurător.

Punerea în practică a proiectului a necesitat pregătirea unor operatori la nivel local în vederea

exploatării unor tehnologii specifice şi a avut un efect de sensibilizare a autorităţilor locale ca

urmare a realizării unei eficiente energetice superioare a instalaţiei şi a nivelului redus de poluare a

mediului. Conform Acordului dintre Ministerul Apelor şi Protecţiei Mediului din România şi

Ministerul Mediului din Regatul Danemarcei, în prezent se află în curs de implementare Programul

"Rumeguş 2000" ("Sawdust 2000"), finanţat de autorităţile locale, Programul PHARE – Fondul de

Coeziune Economică şi Socială al Comunităţii Europene, Fondul Special pentru Dezvoltare

Energetică şi Guvernul Regatului Danemarcei. Programul "Rumeguş 2000" se derulează în spiritul

procedurii art. 6 din Protocolul de la Kyoto, în cinci localităţi din România şi vizează reducerea

nivelului de depozitare necontrolată de rumeguş şi alte reziduuri pe bază de lemn şi conduce la

diminuarea impactului asupra mediului determinat de procesarea brută a lemnului în arii geografice

de mare întindere. În general, valorificarea biomasei prin proiecte specifice de investiţii energetice

conferă atractivitate întrucât energia termică obţinută are costuri mai mici în raport cu combustibilii

fosili. În România, consumul de biomasă a înregistrat o diminuare lentă în ultimul deceniu datorită,

între altele, extinderii reţelei de distribuţie şi a consumului individual de gaze naturale sau GPL.

Energia geotermală

În România, temperatura surselor hidrogeotermale (cu exploatare prin foraj-extracţie) în geotermie

de "joasă entalpie", are temperaturi cuprinse între 250oC şi 600oC (în ape de adâncime), iar la

geotermia de temperatură medie temperaturile variază de la 600oC până la 1250oC ("ape

mezotermale"). Resursele geotermale de "joasă entalpie" se utilizează la încălzirea şi prepararea

apei calde menajere în locuinţe individuale, servicii sociale (birouri, învăţământ, spaţii comerciale şi

sociale etc.), sectorul industrial sau spaţii agrozootehnice (sere, solarii, ferme pentru creşterea

anima-lelor ş.a.). Limita economică de foraj şi extracţie pentru ape geotermale s-a convenit pentru

adâncimea de 3300 m şi a fost atinsă în unele zone din România, precum bazinul geotermal

Bucureşti Nord - Otopeni, anumite perimetre din aria localităţilor Snagov şi Baloteşti ş.a. În

In anul 1990, în România, se aflau în exploatare 64 sonde cu utilizări locale pentru asigurarea

nevoilor de încălzire şi apă caldă menajeră la ansambluri de locuinţe, clădiri cu destinaţie publică

sau industriale, incinte agrozootehnice etc. Rezerva de energie geotermală cu posibilităţi de

exploatare curentă în România este de circa 167 mii tep (7000x106 GJ/an).

Cantitatea de energie echivalentă produsă şi livrată la capul de exploatare al sondei este de circa

30,171 mii tep (1.326x106 GJ/an), cu un grad mediu de folosire anuală de 22,3%.

În etapa actuală se află în conservare sau rezervă 45 sonde cu potenţial energetic atestat. În

63

România, durata de exploatare a instalaţiilor în funcţiune este, în prezent, mai mare de 20 ani, iar

materialele şi echipamentele utilizate "în situ" au o uzură fizică şi morală avansată (ex.:

schimbătoare de căldură neperformante, grad ridicat de coroziune, înfundări şi depuneri, conducte şi

vane din oţel fără izolaţie termică, fiabilitate redusă etc.). Gestiunea consumului energetic

geotermal (facturarea energiei livrate/ utilizate) se asigură în regim pauşal, prin citirea periodică a

parametrilor la gura sondei cu aparatură de tip industrial (din lipsă de contoare sau echipamente şi

aparatură de precizie scăzută). În România, gradul de valorificare al surselor geotermale de energie

este redus ca urmare a lipsei unui suport financiar corespunzător, care să favorizeze dezvoltarea

acestui sector energetic cu efecte economice superioare.

Tabelul 5.4

Potenţialul energetic al surselor regenerabile de energie din România

Sursa de energie

regenerabilă

Potenţialul

energetic

anual

Echivalent

economie

energie

Aplicaţie

1 2 3 4

Energie solară:

- termică

- fotovoltaică

6360 GJ

1.00 GWh

1433 mii tep

1978 mii tep

Energie termică

Energie electrică

Energie eoliană 23000 GWh 360014 mii tep Energie electrică

Energie hidro:

- din care

40000 GWh

6000 GWh

65933 mii tep

9889 mii tep

Energie electrică

Energie electrică

Biomasa 33708 GJ 7597 mii tep Energie termică

Energie

geotermală

742 GJ 167 mii tep Energie termică

Accelerarea ritmului de exploatare al surselor regenerabile de energie din România se justifică prin

creşterea securităţii în alimentarea cu energie, promovarea dezvoltării regionale, asigurarea

normelor de protecţie a mediului şi diminuarea emisiilor de gaze cu efect de seră. În figura 5.1. este

prezentată distribuţia surselor regenerabile în România.

64

Figura 5.1. Distribuţia surselor regenerabile în România.

Legendă:

Delta Dunarii (energie solara); Danube Delta (solar energy);

Dobrogea (energie solara, energie eoliana); (solar energy, wind energy);

Moldova (campie si platou: micro-hidro, energie eoliana, biomasa); )land and hils, tableland)-

(micro-hydro, wind energy, biomass)

Carpatii (IV1 - Carpatii de Est; IV2 - Carpatii de Sud; IV3 - Carpatii de Vest, potential ridicat in

biomasa, micro-hidro);- (micro-hydro, wind energy, biomass)

Platoul (tableland of) Transilvaniei (potential ridicat pentru micro-hidro);- (micro-hydro, wind

energy, biomass)

Campia de Vest (potential ridicat pentru energie geotermica);Vestland (grothermal energy)

Subcarpatii (VII1 - Subcarpatii getici; VII2 - Subcarpatii de curbura; VII3 - Subcarpatii Moldovei:

potential ridicat pentru biomasa, micro-hidro);- (micro-hydro, biomass)

Campia de Sud (biomasa, energie geotermica, energie solara).- (biomass, geothermal energy,solar

energy)

5.2.3. Căi de valorificare a surselor regenerabile de energie din România

Principalele opţiuni pe termen mediu şi lung pentru valorificarea surselor regenerabile trebuie

orientate în următoarele direcţii principale:

transferul de tehnologii neconvenţionale de la firme cu tradiţie şi experienţă în domeniu, cu

norme de aplicare, atestare şi certificare conform standardelor internaţionale în vigoare;

elaborarea şi implementarea cadrului legislativ, instituţional şi organizatoric adecvat;

65

atragerea sectorului privat şi public la finanţarea, managementul şi exploatarea în condiţii de

eficienţă a tehnologiilor energetice moderne;

identificarea de surse de finanţare pentru susţinerea şi dezvoltarea aplicaţiilor de valorificare a

surselor regenerabile de energie;

stimularea constituirii de societăţi tip joint-venture, specializate în valorificarea surselor

regenerabile de energie;

elaborarea de programe de cercetare-dezvoltare orientate în direcţia accelerării procesului de

integrare a surselor regenerabile de energie în sistemul energetic naţional.

Principalele elemente componente care se iau în considerare la acordarea de asistenţă tehnică de

specialitate constau în:

-implicarea beneficiarului la elaborarea documentaţiei solicitate de banca creditoare şi pentru

analiza economico-financiară a investiţii;

- pregătirea profesională a partenerilor şi specialiştilor din România pentru urmărirea şi controlul

investiţiei;

-sprijinul acordat de beneficiar pe perioada finanţării externe;

-recomandări în favoarea beneficiarului la negocierile cu băncile comerciale finanţatoare din

România;

- identificarea, evaluarea şi selectarea de proiecte de investiţii realizabile în condiţii de eficienţă

economică superioară.

Măsuri instituţionale

Crearea cadrului instituţional, legislativ, financiar şi informaţional se realizează cu luarea în

considerare a următoarelor activităţi:

asigurarea cadrului organizatoric şi funcţional adecvat pentru realizarea investiţiilor în condiţii

de eficienţă economică ridicată;

identificarea surselor de finanţare pentru implementarea proiectelor de investiţii aprobate;

promovarea surselor regenerabile de energie cu asigurarea măsurilor de diminuare a perioadei

de recuperare a investiţiei specifice;

respectarea normelor şi standardelor tehnice de construcţii-montaj, exploatare, obţinerea

atestatului de certificare şi a managementului calităţii;

dezvoltarea de programe de cooperare internaţională, transfer de tehnologie, schimb de

experienţă şi cooperare bilaterală pentru proiecte de cercetare-dezvoltare şi demonstrative;

promovarea de acte normative pentru asigurarea protecţiei mediului (ex.: reducerea emisiilor de

noxe, oxizi de carbon şi alte medii poluante) în producerea de energie din surse regenerabile.

66

5.3.Aspecte privind valorificarea resurselor energetice secundare

Activităţile umane sunt caracterizate în marea lor majoritate printr-un consum de materii prime

(materiale) şi unul de energie (sub diverse forme). Rezultatul principal al oricărei activităţi este un

produs sau un serviciu. În timpul activităţii (procesului), pot rezulta unul sau chiar mai multe

produse secundare (deşeuri), care depind de modul de lucru (tehnologie), de tipul resurselor

consumate (materiale, energie) şi de modul de organizare a lucrului (management).

Produsele secundare, dintre care unele pot fi dorite (acceptate) iar altele nedorite, sunt

deseori purtători de energie sub diverse forme :

căldura sensibilă sau latentă;

suprapresiune;

putere calorifică.

Aceste produse secundare pot fi aruncate sau pot fi recuperate, reciclate şi refolosite în

cadrul aceluiaşi proces sau într-un altul.

Conceptul RRR (recuperare, reciclare, refolosire) a apărut în momentul în care omenirea a

devenit conştientă de caracterul limitat al resurselor materiale şi energetice, moment care a

determinat şi o creştere semnificativă a preţurilor acestor resurse. Recuperarea a devenit din acel

moment o necesitate economico-financiară pentru orice activitate umană ale cărei produse intrau pe

piaţa mondială. La acest nivel, preţul recuperării s-a dovedit a fi mai mic decât preţul nerecuperării

(costurile de producţie fiind mai mici în cazul recuperării decât în cazul nerecuperării). Astfel, dacă

unul singur dintre producători adoptă un procedeu care implică recuperarea de orice fel, preţul

produsului său scade şi îi obligă şi pe ceilalţi producători de pe aceeaşi piaţă să adopte un procedeu

asemănător.

În momentul de faţă, gestionarea eficientă a energiei în cadrul unei organizaţii (companie,

întreprindere, trust, etc.) constituie obiectul de activitate al unui colectiv sau măcar al unui

responsabil cu utilizarea energiei (“energy manager”), care răspunde în faţa conducerii superioare a

organizaţiei.

Odată cu creşterea preţului energiei şi alinierea lui la preţul mondial, aplicarea recuperării

energiei sub toate formele devine şi pentru România o prioritate. Din punct de vedere tehnic,

recuperarea energiei este legată de un contur de bilanţ dat (agregat, secţie, clădire, întreprindere,

platformă industrială, oraş, etc.). În raport cu acest contur de bilanţ energetic dat, recuperarea poate

fi :

interioară;

exterioară.

67

Fiecare dintre cele două direcţii prezintă avantaje şi dezavantaje. Atunci când se pune

problema recuperării unui flux de energie deşeu (resursa energetică secundară) eliminat dintr-un

contur, primul aspect al analizei constă în inventarierea consumatorilor potenţiali pentru fluxul de

energie respectiv. Consumatorii potenţiali sunt căutaţi atât în interiorul conturului cât şi în exteriorul

său. De cele mai multe ori există mai multe variante posibile, care sunt comparate şi din care se

alege în final soluţia cea mai convenabilă. Această alegere trebuie făcută numai pe criterii

economice, după ce toate avantajele şi dezavantajele au fost exprimate sub formă bănească.

5.3.1.Definiţii, tipuri, caracteristici

În cadrul proceselor tehnologice industriale se utilizează forme de energie de provenienţă diferită.

Astfel, energia poate avea o sursă exterioară procesului (arderea combustibililor), o sursă interioară

(efect electrotermic) sau poate rezulta şi din însăşi desfăşurarea procesului respectiv (căldură

degajată din reacţiile chimice exoterme).

Procesele tehnologice disponibilizează adesea mari cantităţi de energie, sub diferite forme,

rezultate ca produse secundare. Atunci când sunt caracterizate de un potenţial energetic utilizabil,

aceste fluxuri de energie, având de cele mai multe ori ca suport fluxuri de masă, reprezintă resurse

energetice secundare (r.e.s.). Având în vedere modul de definire a lor, resursele energetice

secundare pot fi încadrate în categoria pierderilor energetice ale procesului din care au rezultat.

Analiza recuperării resurselor energetice secundare rezultate în cadrul unui proces tehnologic

industrial se face la un moment de timp caracterizat de anumite condiţii tehnice şi economice. În

funcţie de aceste condiţii, numai o cotă parte din conţinutul energetic al resurselor energetice

secundare poate fi refolosită eficient tehnico-economic, această cotă constituind resursele

energetice refolosibile (r.e.r.).

Astfel, valoarea resurselor energetice refolosibile fiind dependentă de stadiul dezvoltării

tehnologiilor de recuperare şi de nivelul de referinţă al costurilor energiilor şi materialelor utilizate,

are un caracter dinamic.

Definirea resurselor energetice secundare şi calculul eficienţei recuperării lor se face

stabilind în prealabil un contur de referinţă, care poate fi un proces, un agregat, un subansamblu

tehnologic, o linie tehnologică, o întreprindere sau o zonă (platformă) industrială. Diversitatea mare

de procese industriale conduce la apariţia unor categorii diferite de resurse energetice secundare cu

caracteristici diferite în funcţie de forma de energie utilizabilă şi natura agentului energetic.

În funcţie de caracteristicile fizico-chimice pe care le prezintă, resursele energetice

secundare rezultate din diferite procese tehnologice, pot aparţine uneia sau simultan mai multor

68

categorii de resurse energetice secundare (r.e.s.). În tabelul 5.5sunt prezentate principalele categorii

de resurse energetice secundare, forma de energie utilizab ilă şi exemple.

Tabelul 5.5

Tipuri de resurse energetice secundare

Categoria

resurselor energetice

secundare

Forma de

energie utilizabilă

Exemple de resurse

energetice secundare

Resurse energetice secundare termice

Căldură sensibilă şi/sau latentă

Gaze de ardere rezultate din procese pirotehnologice din industria metalurgică, industria chimică, industria materialelor de construcţie, incinerarea deşeurilor industriale şi urbane; Deşeuri tehnologice fierbinţi (zgură, cocs);

Abur uzat;

Aer umed evacuat din hale industriale şi instalaţii de uscare.

Resurse energetice secundare combustibile

Energie chimică Gaze de ardere rezultate din procese chimice, furnale, cocserii, convertizoare, rafinării, înnobilarea cărbunelui;

Leşii din industria celulozei si hârtiei; Deşeuri lemnoase;

Deşeuri agricole.

Resurse energetice secundare de suprapresiune

Energie potenţială (suprapresiune)

Gaze de furnal;

Gaze rezultate din instalaţii de ardere sub presiune;

Soluţii sau fluide cu suprapresiune din agregate tehnologice ca abur, aer comprimat.

În categoria resurselor energetice secundare ponderea cea mai importantă o reprezintă

gazele de ardere. În cazul principalelor procese tehnologice din industrie (metalurgie, construcţii de

maşini, materiale de construcţii, chimie), temperaturile necesare desfăşurării lor variază în limite

largi. Ca urmare gazele de ardere rezultate din aceste procese au în mod curent temperaturi cuprinse

între 300 – 2800 °C, impunându-se ca importante resurse energetice secundare de natură termică.

69

Procesele pirotehnologice reprezintă procesele tehnologice care presupun arderea

combustibilului sau prelucrarea termică a acestuia . Ele au o pondere mare în cadrul unor ramuri

industriale ca:

- industria metalurgică;

- industria constructoare de maşini;

- industria chimică;

- industria petrochimică;

- industria materialelor de construcţie.

Randamentele termice ale acestor procese au valori minime, deci ele prezintă pierderi de

căldură mari, constituind o rezervă considerabilă de resurse energetice secundare, în special sub

forma gazelor de ardere. Făcând abstracţie de procesele electro-termice şi de cele chimice bazate pe

reacţii puternic exoterme, gazele de ardere cu un conţinut ridicat de căldură sensibilă, sunt furnizate

în general de procesele pirotehnologice, rezultând prin arderea combustibilului. Datorită

temperaturii ridicate impuse de desfăşurarea acestor procese, căldura evacuată cu gazele de ardere

poate avea o pondere de 35 - 60% din cantitatea de energie consumată.

O categorie aparte de gaze de ardere, din punct de vedere calitativ, o reprezintă cele

rezultate din incinerarea deşeurilor industriale şi menajere. Problematica recuperării acestei

categorii de gaze de ardere se analizează corelat cu structura procedeelor de incinerare a deşeurilor.

Deşi scopul acestor procedee este eliminarea deşeurilor şi nu recuperarea lor, caracteristicile

termice ale gazelor de ardere rezultate impun atât deşeurile urbane cât şi pe cele industriale ca surse

importante de energie, mai ales pentru aglomerările urbane.

Unităţile de incinerare a deşeurilor menajere cu recuperare de energie sunt specifice marilor

aglomerări urbane. Datorită puterii calorifice scăzute (apropiată de aceea a cărbunilor inferiori ca

turba şi lignitul) utilizarea deşeurile menajere ca resurse energetice combustibile nu prezintă o

eficienţă energetică ridicată. Însă recuperarea căldurii sensibile a gazelor de ardere rezultate la

arderea acestora în uzinele de incinerare este eficientă din punct de vedere tehnico-economic şi

contribuie la diminuarea costului global al acestui tip de tratament termic.

Limitele domeniului de temperaturi ale gazelor de ardere evacuate în cadrul procedeului de

incinerare a deşeurilor menajere sunt determinate de caracteristicile constructive şi funcţionale ale

cuptoarelor de incinerare şi ale instalaţiilor anexe. Astfel, pentru ca arderea să se desfăşoare în

condiţii bune, este necesară o temperatură de minimum 750 °C iar pentru a evita ancrasarea

cuptorului, acestea nu trebuie să depăşească 950 °C .

De asemenea, recuperarea gazelor de ardere evacuate din cuptoarele de incinerare a

deşeurilor menajere prezintă anumite particularităţi faţă de cele evacuate din instalaţiile

70

pirotehnologice care funcţionează cu combustibili clasici. Aceste particularităţi sunt determinate de

conţinutul ridicat în poluanţi gazoşi şi solizi.

Conţinutul de energie al resurselor energetice secundare se determină având în vedere forma

de energie şi agentul purtător. Astfel, având în vedere principalele categorii de resurse energetice

secundare (termice, combustibile, suprapresiune), în cele ce urmează se exemplifică pentru cazul

gazelor de ardere modul de determinare al energiei conţinute.

Căldura sensibilă conţinută de un debit de gaze (resurse energetice secundare termice) care

poate fi preluată prin răcirea acestora în instalaţia recuperatoare este:

Q = W (t1 - t2) (5.1)

unde W este capacitatea calorică a debitului de gaze (produsul între debit şi căldura specifică medie)

iar t1 este temperatura cu care sunt disponibile gazele ieşite din incinta de lucru.

Valoarea minimă a temperaturii t2 cu care gazele de ardere ies din instalaţia recuperatoare

este limitată de temperatura punctului de rouă acidă tr. Astfel, pentru combustibilii care conţin :

– mai puţin de 1% sulf t2min = tr + 30 grd (5.2)

– mai mult de 1% sulf t2min = tr + 40 grd (5.3)

Debitul total de gaze de ardere se calculează în funcţie de sarcina tehnologică, de consumul

specific de combustibil, de cantitatea de gaze de ardere rezultate prin arderea unităţii de masă sau

de volum de combustubil şi de coeficientul de evacuare a gazelor de ardere din camera de lucru a

agregatului tehnologic. La calculul debitului specific de gaze se ţine seama şi de pătrunderile de aer

fals pe traseul gazelor de ardere, de la ieşirea din camera de lucru a agregatului tehnologic până la

intrarea în instalaţia recuperatoare, prin coeficientul de exces de aer.

Atât masa deşeurilor care sunt supuse tratamentului de incinerare cât şi puterea calorifică

inferioară acestora variază în limite foarte largi. Astfel uzinele de incinerare pot avea capacităţi

cuprinse între 10000 şi 700000 t/an iar puterea calorifică inferioară poate varia practic între 5000 şi

8500 kJ/kg, pentru deşeuri menajere şi 12500 - 33400 kJ/kg, pentru deşeuri industriale.

Mărimea cantităţii de deşeuri incinerate şi puterea calorifică inferioară a acestora determină

cantitatea de căldură posibil a fi recuperată. În cazul arderii deşeurilor cu puteri calorifice scăzute

(sub 5000 kJ/kg), conţinutul ridicat de umiditate al acestora determină o funcţionare instabilă a

sistemului cuptor - cazan recuperator. În acest caz, condiţiile de funcţionare pot fi îmbunătăţite prin

aplicarea preîncălzirii aerului de ardere până la circa 300 °C, prin recuperarea căldurii gazelor de

ardere evacuate. Pe măsură ce puterea calorifică inferioară a deşeurilor creşte, funcţionarea

sistemului cuptor - cazan este mai stabilă iar calitatea aburului produs permite o utilizare eficientă

pentru alimentarea cu căldură şi/sau energie electrică.

71

Pentru puteri calorifice inferioare medii ale deşeurilor menajere tratate termic, randamentul

ansamblului cuptor - cazan recuperator variază între 50 şi 80% în funcţie de tipul arzătorului,

caracteristicile arderii şi modul de dimensionare al suprafeţei de schimb de căldură a cazanului

recuperator.

Suprapresiunea cu care gazele (resurse energetice secundare de suprapresiune) sunt evacuate

din incinta de lucru poate fi de ordinul mbar sau de ordinul sutelor de bar. Energia potenţială

conţinută de gaze poate fi valorificată prin destindere într-o turbină de detentă, care poate antrena

un generator electric sau un consumator de lucru mecanic din interiorul conturului de bilanţ

considerat. Lucrul mecanic generat prin destinderea în turbină este:

lT = R TIN (1 - ) IT / (5.4)

unde R = 8,315 kJ/kmolK este constanta universală a gazelor, = 0,2 - 0,29 este o mărime care

depinde de valoarea exponentului adiabatic, IT = 0,78 - 0,88 este randamentul intern al turbinei de

detentă iar este raportul presiunilor de ieşire şi de intrare în turbină ( < 1). Se poate constata că

lucrul mecanic de destindere depinde de temperatura absolută de intrare în turbina TIN şi de raportul

de destindere .

Puterea calorifică a resurselor energetice secundare combustibile se datorează

componentelor combustibile care pot fi întâlnite în amestecul de gaze de proces, de sinteză sau de

purjă (H2, CO, CH4). Valorile puterilor calorifice inferioare, pentru câteva astfel de componente,

sunt prezentate în tabelul 5.6.

Tabelul 5.6

Valorile câtorva componente combustibile

ale unor amestecuri de gaze

Component al unui

amestec de gaze

Putere calorifică

inferioară (MJ/kmol)

H2 242

CO 286

CH4 803

În cazul în care acelaşi debit de gaze are suprapresiune şi conţine şi elemente combustibile,

recuperarea se poate face etapizat, mai întâi prin destindere şi apoi prin ardere.

5.3.2.Direcţii de recuperare

72

Recuperarea resurselor energetice secundare poate fi, interioară sau exterioară, în raport

cu conturul de bilanţ energetic stabilit pentru analiză .

Recuperarea interioară are loc atunci când energia conţinută de către resursele energetice

secundare rezultate dintr-un proces tehnologic este recuperată în cadrul aceluiaşi proces. Soluţiile

de recuperare interioară sunt caracterizate de următoarele aspecte:

– utilizarea energiei recuperate se face direct în cadrul agregatului sau liniei tehnologice în

care s-a produs resurse energetice secundare;

– prin aplicarea unei soluţii de recuperare de acest tip se economiseşte combustibil

tehnologic (superior), efectul constând în reducerea directă a facturii energetice asociate agregatului

sau procesului care a generat resursele energetice secundare;

– sub aspect economic, prin încadrarea instalaţiilor recuperatoare în fluxul tehnologic, aceste

soluţii de recuperare nu necesită cheltuieli suplimentare de exploatare;

– aplicarea soluţiilor de recuperare interioară pot conduce la creşterea productivităţii

agregatului tehnologic.

Tabelul 5.7

Soluţii de recuperare interioară

a căldurii gazelor de ardere

Soluţia de

recuperare

Elemente caracteristice ale soluţiei de

recuperare

Preîncălzirea

aerului de

ardere (PA)

presupune utilizarea căldurii fizice a gazelor

rezultate din camera de lucru a unui agregat

tehnologic, pentru preîncălzirea aerului de ardere

necesar aceluiaşi agregat;

Preîncălzirea

autonomă a

aerului de

ardere (PAA)

presupune existenţa unui focar separat de camera

de lucru a agregatului tehnologic principal, în care

sunt produse gazele de ardere utilizate pentru

preîncălzirea aerului;

se aplică în cazul în care gazele din agregatul

principal au un conţinut bogat în elemente

combustibile, iar recuperarea lor este mai eficientă

73

ca resurse energetice secundare de natură

combustibilă;

Preîncălzirea

combustibilulu

i (PC)

se aplică în general în cazul utilizării în agregatul

principal a unui combustibil gazos ( sau lichid ) cu

putere calorifică scăzută ;

preîncălzirea combustibilului este limitată de

atingerea temperaturii de autoaprindere (

dependentă de natura sa) ;

Preîncălzirea

materialelor

tehnologice

(PMT)

se poate realiza atât direct prin străbaterea în

contracurent fluxul gazelor de ardere cât şi în

cadrul unui preîncălzitor separat, implementat în

fluxul acestora;

Regenerarea

chimică a

căldurii

gazelor de

ardere (RC)

presupune utilizarea căldurii fizice a gazelor pentru

tratarea preliminară endotermă a combustibilului

tehnologic, având ca efecte atât ridicarea

conţinutului de căldură legată chimic cât şi

preîncălzirea sa;

soluţia este aplicată în cazul proceselor

pirotehnologice în care gazele de ardere rezultate

nu conţin antrenări de particule, ceea ce ar îngreuna

atât transportul gazelor de ardere la distanţă cât şi

utilizarea schimbătoarelor de căldură de suprafaţă ;

Recircularea

gazelor de

ardere (RG)

constă în preluarea gazelor din zona finală a

agregatului tehnologic şi introducerea lor direct în

camera de lucru, sau în zona imediat următoare

acesteia pentru reducerea temperaturii mediului

gazos de aici;

se aplică în cazul proceselor pirotehnologice ce

impun un regim termic moderat.

Datorită limitărilor ce intervin în cazul aplicării independente a diferitelor soluţii de

recuperare interioară, în anumite situaţii se justifică tehnico-economic aplicarea combinată a

acestora. În tabelul 5.3 sunt exemplificate pentru cazul particular al gazelor de ardere caracterizate

74

de nivel termic ridicat (resurse energetice secundare de natură termică), principalele soluţii de

recuperare interioară.

Recuperarea exterioară are loc atunci când energia conţinută de către resursele energetice

secundare este utilizată în afara procesului tehnologic din care a rezultat, în cadrul întreprinderii sau

platformei industriale, pentru acoperirea necesarului de energie termică şi electrică (mecanică).

Aceste soluţii de recuperare se pot aplica fie ca soluţii independente, fie pentru creşterea gradului

total de recuperare realizat în cadrul conturului de bilanţ dat. Analizând recuperarea interioară

comparativ cu recuperarea exterioară, aceasta din urmă prezintă următoarele aspecte caracteristice:

– utilizarea energiei recuperate din resursele energetice secundare în afara limitelor

procesului industrial din care au rezultat, conduce la limitări de regim în recuperare datorate

nesimultaneităţii producerii cu consumul fie sub aspect cantitativ (în cazul utilizării energiei

recuperate în direcţie termică), fie sub aspect calitativ (in cazul utilizării energiei recuperate în

direcţie electrică sau mecanică);

– efectele energetice obţinute prin economisirea combustibilului se reflectă la nivelul

utilizatorului energiei recuperate, de regulă combustibilul economisit fiind combustibil energetic

– efectele economice determinate atât de economia de cheltuieli cu combustibilul cât şi de

investiţiile şi cheltuielile aferente instalaţiei recuperatoare influenţează balanţa economică a

utilizatorului energiei recuperate.

În tabelul 5.8.sunt precizate principalele aspecte caracteristice ale soluţiilor de recuperare

exterioară, exemplificate pentru cazul gazelor de ardere.

De multe ori, în special în cazul gazelor de ardere evacuate din procesele pirotehnologice

având un conţinut de căldură sensibilă mare, se impune aplicarea recuperării în mai multe trepte (în

cascadă), combinând soluţiile de recuperare internă cu cele externe. Astfel se obţine un grad total de

recuperare mai mare decât prin aplicarea independentă a fiecărei soluţii de recuperare prezentate

anterior. În aceste condiţii, analiza eficienţei recuperării se aplică ansamblului schemei de

recuperare, scopul fiind determinarea variantei optime de schemă complexă de recuperare.

Problemele care se pun în cazul schemelor complexe de recuperare sunt:

repartiţia cantităţii totale de căldură între diferitele direcţii (soluţii) de recuperare;

optimizarea schemei complexe de recuperare;

analiza tehnico-economică a ansamblului schemei de recuperare complexă.

Tabelul 5.8

75

Elemente caracteristice ale soluţiilor de recuperare exterioară

Direcţia

de

recuperar

e

Scopul recuperării Elemente caracteristice ale

soluţiilor de recuperare

1 2 3

Termică – alimentarea cu

căldură a proceselor

tehnologice;

– încălzirea,

ventilarea,

condiţionarea

incintelor cu caracter

tehnologic,

administrativ sau

urban;

– prepararea apei

calde în scopuri

menajere şi sanitare;

– prezintă un grad anual de

recuperare înalt, datorită

caracterului permanent la acestor

consumuri;

– caracterul sezonier al acestor

consumuri, face ca utilizarea

căldurii în această direcţie să aibă

o durată anuală de cel mult 2500

- 3000 ore/an, mult mai mică faţă

de duratele anuale de

disponibilitate ale gazelor de

ardere ( 5000 – 6000 ore/an,

funcţie de procesul tehnologic

din care provin ), ceea ce

determină un grad anual de

recuperare redus;

– limitările de regim care apar

sunt de natură cantitativă,

necesarul de căldură pentru

prepararea apei calde fiind mult

mai mic decât căldura conţinută

de gaze, diferenţa neputând fi

recuperată ;

76

2. El

ectrică

3. (

Mecanică)

– producerea

energiei electrice;

– producerea lucrului

mecanic.

– recuperarea căldurii gazelor cu

nivel termic ridicat se face în

cazane recuperatoare

producătoare de abur, utilizat în

turbine cu abur cu condensaţie

pentru producerea energiei

electrice;

– în funcţie de calitatea gazelor,

acestea se pot folosi şi direct în

turbine de detentă cu gaze, pentru

producerea lucrului mecanic

– gradul anual de recuperare este

afectat de către limitările de

regim, numai în măsura în care

apar restricţii în necesarul

electroenergetic ce trebuie

asigurat;

Cogenerar

e sau

trigenerare

– producere

simultană de căldură

şi energie electrică

sau căldură, energie

electrică şi frig.

– aburul produs în cazanele

recuperatoare poate fi utilizat şi

într-un ciclu combinat de

cogenerare sau trigenerare;

– în cazul turbinelor de detentă

recuperatoare, gazele eşapate din

turbine se pot folosi şi pentru

alimentarea cu căldură şi/sau frig.

5.3.3.Efectele recuperării resurselor energetice secundare

Printre cele mai eficiente metode de creştere a gradului de utilizare a energiei consumate în

procesele industriale poate fi amintită valorificarea resurselor energetice secundare rezultate, în

speţă a gazelor de ardere. Efectele recuperării resurselor energetice secundare sunt de natură

tehnică, energetică, economică şi ecologică.

a. Efecte de natură tehnică

77

Conceperea şi încadrarea unor instalaţii recuperatoare direct în fluxul tehnologic contribuie

la modernizarea schemelor generale ale proceselor tehnologice. Astfel amplasarea de recuperatoare

(pentru preîncălzirea aerului, a combustibilului, a materialelor tehnologice) în cadrul proceselor

pirotehnologice din industria metalurgică, a materialelor de construcţii, chimică, permit trecerea la

tehnologii noi, performante, cu un înalt grad de recuperare, cu productivităţi ridicate de obţinere a

produsului finit. Prin procedeele de recuperare, ca recircularea gazelor de ardere se măreşte durata

de viaţă a agregatelor tehnologice, diminuându-se solicitările termice la care sunt supuse părţile

componente . Efectele de natură tehnică sunt corelate şi se regăsesc în cele de natură economică.

b. Efecte de natură energetică

Efectele de natură energetică se cuantifică practic prin economia de combustibil realizată

prin recuperare:

Principalii indicatori energetici pe baza cărora se va aprecia eficienţa energetică a soluţiei de

recuperare sunt :

echivalentul în combustibil al energiei economisite (economia de combustibil, valoare absolută

sau relativă) – se defineşte ca diferenţa intre consumul de combustibil înainte şi după

recuperare;

gradul total de recuperare – se defineşte ca raportul între căldura efectiv recuperată, datorită

restricţiilor termodinamice şi tehnico-economice existente, şi căldura conţinută efectiv de către

r.e.s.

c. Efecte de natură economică

Sub aspect economic, efectele imediate sunt determinate în primul rând de economia de

energie realizată, în funcţie de direcţia în care s-a făcut recuperarea, fie la nivelul producătorului

energiei recuperată, fie la nivelul beneficiarului acestuia. Astfel se reduc consumurile energetice la

nivelul conturului analizat (indiferent care este acesta), reducându-se implicit şi aportul de

combustibil clasic.

Reflectarea economică a reducerii consumurilor energetice, la nivelul întreprinderilor sau a

platformelor industriale, are loc prin reducerea cheltuielilor de producţie aferente acestora, ceea ce

în final determină reducerea preţului de cost al produselor tehnologice. Efectul indirect, menţionat

anterior, respectiv reducerea apelului la energia primară, se reflectă prin reducerea pierderilor

energetice şi a consumurilor efective de energie din etapa extracţiei şi a transportului

combustibilului.

d. Efecte ecologice

78

O importanţă deosebită a recuperării resurselor energetice secundare, o reprezintă efectele

reflectate asupra mediului ambiant. Din diferite procese industriale, rezultă gaze de ardere, care

datorită cantităţii şi calităţii lor nu pot fi evacuate ca atare în mediul ambiant.

Cea mai mare parte a acestora, datorită particularităţilor pe care le prezintă : temperatură,

compoziţie, presiune, pot constitui resurse energetice secundare termice, combustibile sau de

suprapresiune, ele fiind utilizate ca atare şi în acelaşi timp neutralizate sub aspectul nocivităţii

asupra mediului ambiant.

Recuperarea gazelor de ardere rezultate din procesele industriale, ca resursele energetice

secundare de natură termică determină reducerea sensibilă a emisiei de căldură în mediul ambiant,

deci reducerea efectului de seră, care constituie în condiţiile puternicei industrializări cu care se

confruntă planeta, un pericol iminent de distrugere a echilibrului ecologic .

Există o categorie de resurse energetice secundare sub formă de gaze de ardere, a căror

recuperare este susţinută în primul rând de considerentele ecologice şi apoi de cele energetice şi

economice. Din această categorie fac parte şi gazele de ardere rezultate din procesele industriei

chimice, metalurgice, materialelor de construcţii, care datorită substanţelor toxice conţinute, prin

interacţiune chimică cu aerul dar mai ales cu apa, pot conduce la formarea unor substanţe toxice sau

cu caracter coroziv asupra însăşi a agregatelor tehnologice şi a tot ceea ce există pe o rază

apreciabilă.

Prin normativele emise, legislaţia internaţională prevede principalele categorii de poluanţi

atmosferici, ai apei şi solului, efectele lor nocive asupra mediului ambiant, conţinuturile limită

admise, precum şi taxele percepute în cazul depăşirii lor . Valorificarea energetică , în limitele

eficienţei tehnico-economice a gazelor care rezultă din procesele industriale, poate constitui o

metodă de conservare a mediului ambiant.

Extracţia combustibililor clasici, în special a celor solizi cu exploatări la suprafaţă prin

decopertarea straturilor de pământ de deasupra, are efecte negative asupra echilibrului ecologic. Din

această cauză orice economie de combustibil (inclusiv cel nuclear), realizată prin recuperare

reprezintă o reducere substanţială a apelului la resursele de energie primară, reducându-se astfel

efectele nocive asupra mediului ambiant.

Din punct de vedere ecologic, efectul implementării soluţiei de recuperare propusă, poate fi

cuantificat prin reducerea indicatorilor de impact, comparativ cu soluţia de referinţă, iar din punct

de vedere economic efectele ecologice pot fi cuantificate prin ecotaxe.

79

Capitolul 6. Aspecte legislative privind protecţia mediului, in contextul

dezvoltarii durabile

6.1.Armonizarea legislaţiei naţioanale cu cea europeană – privind protecţia mediului.

In tabelul 6.1. sunt sintetizate principalele acte legislative la nivelul Uniunii Europene în

patru domenii principale ale protectiei mediului.

Tabelul 6.1.

Legislatie mediu (selectie) UE- Romania

Domeniul Legislatie UE Legislatie Romania

Controlul poluării industriale

Regulamentul (CE) nr.166/2006 -

registru european al emisiilor şi

transferului de poluanţi

HG nr. 140/2008 (MO

nr.125/18.02.2008)

Regulamentul (CE) nr.66/2010 -

eticheta UE ecologică

HG nr. 661/2011 (MO

nr.477/06.07.2011)

OM nr. 2129/2011 (MO

nr.612/30.08.2011

Schimbări climatice

Regulamentul (CE) nr.

2216/2004- sistem de registre

standardizat şi securizat în

conformitate cu Directiva

2003/87/CE

OM nr. 1474/2007 (MO

nr.680/05.10.2007)

Regulamentul (CE) nr. 443/2009 -

stabilirea standardelor de

performanţă privind emisiile

pentru autoturismele noi

HG nr. 90/2011 (MO nr.

104/09.02.2011)

Regulamentul (UE) nr. 1193/2011

- comercializare a certificatelor de

Emisii dupa ianuarie 2013

OM nr. 1474/2007 (MO

nr.680/05.10.2007)

OM nr.890/2009 (MO nr.

505/22.07.2009)

Managementul deseurilor Regulamentul (CE) nr. 2150/2002

- statistici asupra deşeurilor

-

Regulamentul (UE) nr. 849/2010

modificare a Regulamentului (CE)

nr.

2150/2002 al Parlamentului

European şi al Consiliului

referitor la statisticile

privind deşeurile

Proiect de HG

Substanţe periculoase

Regulamentul (CE) nr.

850/2004 - poluanţii organici

persistenţi

HG nr. 561/2008 (MO

nr.417/03.06.2008)

Regulamentul (CE) nr.

1005/2009 -substanţele care

diminuează

stratul de ozon nr. 689/2008

;exportul şi importul de

OG nr. 9/2011 (MO nr.

78/31.12.2011)

80

produse chimice periculoase

6.2.Obiective prioritare ale Romaniei pe axa energie - mediu- 2020

Consiliul European a adoptat în luna iunie 2010 strategia energetică: „Europa 2020 pentru

o creştere inteligentă, durabilă şi favorabilă incluziunii”. Obiectivele stabilite sunt ambiţioase atât

în ceea ce priveşte aspectele energetice dar şi cele aferente protecţiei mediului, având in vedere

schimbările climatice cu care se confruntă planeta.

Astfel, priorităţile acestei strategii europene sunt:

o reducerea cu 20% a emisiilor de gaze cu efecte de seră;

o creşterea la 20% din totalul surselor primare a ponderii energiei având la bază

energia regenerabilă;

o scăderea cu 20% a consumului final de energie prin eficienţă energetică.

Pe termen lung, până în anul 2050, obiectivele energetice corelate cu cele de mediu sunt

îndrăzneţe, şi anume reducerea cu 90-95% a emisiilor de CO2. Având în vedere că industria

energetică, indeosebi subsistemul producerii energiei este principalul răspunzător de acest fenomen,

alaturi de transporturi, obiectivul nu poate fi atins fără implementarea unor soluţii tehnologice de

captare şi stocare a CO2.

Alături de ţările Uniunii Europene (răspunzătoare de producerea de cca. 16% din emisiile

de CO2), în lupta pentru acest deziderat trebuie să se alinieze şi SUA, Canada, China, India şi Africa

de Sud, având în vedere că cele trei din urmă “sunt cele mai vinovate” de producerea gazelor cu

efect de seră.

În România, pentru implementarea corectă a pachetului energie- schimbări climatice

trebuie avute în vedere următoarele:

elaborarea unei strategii naţionale coerente cu privire la energia verde, în vederea

atingerii obiectivelor asumate de România pentru perioada 2013-2020;

instituţiile statului trebuie să fie pregătite pentru promovarea, susţinerea, implementarea

şi urmărirea unor programe energetice;

este necesară creerea cadrului legal pentru asigurrării investiţiei fondurilor obţinute din

valorificarea certificatelor de CO2 pe piaţa europeană în alte proiecte de mediu;

derularea la nivel naţional a unor programe de calificare a forţei de muncă destinate

proiectării, raelizării şi operării noilor tehnologii destinate protecţiei mediului

asigurarea unui cadru legal simpliu şi eficient în vederea implementarii pe piaţa

românească de noi tehnologii care au ca scop reducerea poluării mediului.

81

Printre obiectivele strategice ale României în domeniul energiei se numără:

creşterea eficienţei energetice;

promovarea producerii energiei pe bază de resurse regenerabile;

utilizarea raţională şi eficientă a resurselor energetice primare.

Pachetul energie- schimbări climatice – promovează soluţii şi tehnologii pentru reducerea

emisiilor de CO2.

Acte legislative privind protectia mediului (selectie) care sprijină implementarea

obiectivelor pachetului energie- schimbări climatice:

Ordonanta de urgenta nr. 195/2005 din 22.12.2005 ( modificata de OUG 114/2007 si

OUG 164/2008) - protectia mediului;

Hotărârea nr. 322/2005 din 14/04/2005 (modificarea şi completarea HG nr.

541/2003) - limitarea emisiilor în aer ale anumitor poluanţi proveniţi din instalaţii mari de ardere.

Ordinul nr 833/2005 din 13.09.2005 –programu national de reducere a emisiilor de

dioxid de sulf, oxizi de azot su pulberi provenite din instalatiile de ardere;

Ordonanţa de urgenţă nr. 78/2000 din 16/06/2000(completata si modificata de OUG

61/2003) - regimul deşeurilor;

Ordonanţa de urgenţă nr. 16/2001 (r1) din 26/01/2001 (modificata de OUG

61/2003)-gestionarea deşeurilor industriale reciclabile.

Hotărârea nr. 878/2005 din 28/07/2005 (completata de OUG 70/2009)- accesul

publicului la informaţia privind mediul.

Lege nr. 107/1996 din 25/09/1996 -Legea apelor - Versiune actualizata la data de

19/02/2010.

Ordonanţa de urgenţă nr. 152/2005 din 10/11/2005 (completata de Legea 84/2006) -

prevenirea şi controlul integrat al poluării.

6.3.Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilăa României “Orizonturi 2013–2020–2030”

Documentul urmează prescripţiile metodologice ale Comisiei Europene şi reprezintă un

proiect comun al Guvernului României, prin Ministerul Mediului şi Dezvoltării Durabile, şi al

Programului Naţiunilor Unite pentru Dezvoltare, prin Centrul Naţional pentru Dezvoltare Durabilă.

Strategia stabileşte obiective concrete pentru trecerea, într-un interval de timp rezonabil şi realist, la

un nou model de dezvoltare propriu Uniunii Europene şi larg împărtăşit pe plan mondial – cel al

dezvoltării durabile, orientat spre îmbunătăţirea continuă a vieţii oamenilor şi a relaţiilor dintre ei în

armonie cu mediul natural. Elaborarea Strategiei este rezultatul obligaţiei asumate de România în

82

calitate de stat membru al Uniunii Europene conform obiectivelor convenite la nivel comunitar, în

special cele statuate în Tratatul de aderare, în Strategia Lisabona pentru creştere şi locuri de muncă

şi în Strategia reînnoită a UE pentru Dezvoltare Durabilă din 2006.

Figura 6.1. Strategia Naţională pentru Dezvoltare Durabilăa României

“Orizonturi 2013–2020–2030”

Obiective strategice ale Romaniei pe termen mediu şi lung:

Orizont-2013:

Încorporarea organică a principiilor şi practicilor dezvoltării durabile în ansamblul

programelor şi politicilor publice ale României;

Orizont-2020:

Atingerea nivelului mediu actual al ţărilor Uniunii Europene la principalii indicatori ai

dezvoltării durabile;

Orizont-2030:

Apropierea semnificativă a României de nivelul mediu din acel an al ţărilor UE.

Direcţiile principale de acţiune, detaliate pe sectoare şi orizonturi de timp sunt:

83

corelarea raţională a obiectivelor de dezvoltare, inclusiv a programelor investiţionale în

profil inter-sectorial şi regional, cu potenţialul şi capacitatea de susţinere a capitalului

natural;

modernizarea accelerată a sistemelor de educaţie şi formare profesională, sănătate publică şi

servicii sociale, ţinând seama de evoluţiile demografice şi de impactul acestora pe piaţa

muncii;

folosirea generalizată a celor mai bune tehnologii existente, din punct de vedere economic şi

ecologic, în deciziile investiţionale; introducerea fermă a criteriilor de eco-eficienţă în toate

activităţile de producţie şi servicii;

anticiparea efectelor schimbărilor climatice şi elaborarea din timp a unor planuri de măsuri

pentru situaţii de criză generate de fenomene naturale sau antropice;

asigurarea securităţii şi siguranţei alimentare prin valorificarea avantajelor comparative ale

României, fără a face rabat de la exigenţele privind menţinerea fertilităţii solului,

conservarea biodiversităţii şi protejarea mediului;

identificarea unor surse suplimentare de finanţare pentru realizarea unor proiecte şi

programe de anvergură, în special în domeniile infrastructurii, energiei, protecţiei mediului,

siguranţei alimentare, educaţiei, sănătăţii şi serviciilor sociale;

protecţia şi punerea în valoare a patrimoniului cultural şi natural naţional, racordarea la

normele şi standardele europene privind calitatea vieţii.

6.4.Măsuri de prevenire a poluării mediului ambiant (aer, apa, sol).

Eficientizarea industriei din punctul de vedere al consumului de energie.

Utilizarea combustibililor fosili săraci în carbon (gaze naturale) si/sau a combustibililor

alternativi.

Orientarea transportului spre mijloace mai puţin poluante şi cu consumuri reduse.

Eficientizarea energetică a construcţiilor orientându-se spre utilizarea surselor de energie

regenerabilă.

Protejarea şi extinderea pădurilor.

Economisirea apei.

Depozitarea deseurilor în locuri special amenajate.

Reducerea folosirii pesticidelor, insecticidelor şi a ingrasamintelor.

Folosirea pe cât posibilă a materialelor biodegradabile şi ale celor reciclabile.

84

Capitolul 7. Un viitor durabil

De-a lungul istoriei, omenirea a avut multiple probleme de rezolvat. Dar problema energiei

a fost, este şi va fi problema centrală, de rezolvarea căreia depinde funcţionarea şi dezvoltarea

ulterioară a omenirii. Una dintre cele mai mari provocări ale secolului XXI constă în asigurarea

accesului fiecărui cetăţean al planetei Pământ la energie curată (nonpoluantă), durabilă şi la un cost

rezonabil.

Complexitatea problemelor aferente sistemelor energetice, având în vedere ansamblul

subsistemelor componente: producerea, transportul, conversia şi consumul energiei, a cunoscut o

creştere spectaculoasă în ultimile decenii, odată cu acutizarea problemelor globale de mediu,

schimbările climatice şi epuizarea rezervelor naturale.

În acest context obiectivul central al cooperării internaţionale în domeniul energiei şi

mediului este dezvoltarea durabilă.

Dezvoltarea durabilă alocă mediului ambiant, o poziţie centrală în cadrul conceptului.

Funcţiile mediului sunt considerate obiective prioritare, acestea având contibuţii directe şi indirecte

la calitatea vieţii sociale şi la creşterea produsului naţional brut.

Prin dezvoltare durabilă trebuie înţeles un proces al dezvoltării economice care va avea ca

rezultat o îmbunătăţire a nivelului de viaţă al omenirii, fară a se deteriora ecosistemul planetei

noastre.

Aceasta înseamnă o folosire ordonată a resurselor naturale pentru ca fiecare membru al

omenirii sa aibă porţia sa de mediu curat, precum şi obligaţia sa de-a se strădui să îl îmbunătăţească

pentru a asigura copiilor săi o şansă mai bună decât a avut-o el însuşi.

Politica energetică durabilă maximizează bunăstarea omenirii pe termen lung, simultan cu

păstrarea unui echilibru dinamic între siguranţa în alimentarea cu energie, competitivitatea

serviciilor energetice şi protecţia mediului.

Cadrul legislativ din domeniul protecţiei mediului are ca obiectiv principal prevenirea şi

reducerea poluării de orice natură, conservarea şi păstrarea calităţii factorilor de mediu,

gospodărirea responsabilă a resurselor naturale şi evitarea supraexploatării, reconstrucţia ecologică

a zonelor afectate de poluarea produsă de activităţile antropice şi fenomenele naturale distructive şi

păstrarea unui echilibru între mediul natural şi calitatea vieţii.

În concluzie, viitorul aparţine promovării unui viitor energetic durabil, acţionandu-se

nemiljocit în domenii precum: evaluarea politicilor energetice şi mediul ambiant, elaborarea de

85

scenarii de politică în domeniu energiei corelate cu mediul, resurse şi tehnologii energetice noi,

accesul la energie în zonele urbane, cadrul legislativ global corelat cu reglementările asupra

comerţului cu energie şi elaborarea codurilor de bună practică.

Capitolul 8. Aplicatii

Aplicatie - Recuperarea resurselor energetice secundare

Un cuptor de tratamente termice, pentru piese prelucrate mecanic, care utilizează drept combustibil gazul

natural, este construit iniţial fără preîncălzitor regenerativ de aer. Este caracterizat de o sarcină utilă, qu = 10

MW şi pierderi de căldură qp = 1 MW. Temperatura gazelor de ardere la ieşirea din incinta cuptorului este tg

= 1000 C. Echiparea cuptorului cu un preîncălzitor regenerativ, care preîncălzeşte aerul pană la 250 C,

necesită o investiţie de circa 0,21106 USD. Combustibilul utilizat are următoarele caracteristici: puterea

calorifică inferioară, Hi = 36 MJ/m3

N; volumul teoretic de aer ardere, va = 12,5 m3

N /m3

N; volumul teoretic de

gaze de ardere, vg = 13,5 m3

N /m3

N .

Să se analizeze eficienţa energetică şi economică a implementării preîncălzitorului regenerativ de

aer.

Rezolvare

Se vor analiza comparativ cele două situaţii ale funcţionării cuptorului de tratamente termice:

a. înainte de aplicarea soluţiei de recuperare;

b. după aplicarea recuperării căldurii gazelor de ardere pentru preîncălzirea aerului de ardere.

a. În figura a) este prezentată schema de principiu a cuptorului fără preîncălzirea aerului de ardere

(înainte de amplasarea recuperatorului de căldură în fluxul gazelor de ardere).

Fig. a) Schema de principiu a cuptorului

I C tg

tB

ta

86

fără preîncălzirea aerului de ardere

ta, tB – temperatura aerului rece, respectiv a combustibilului introduse în cuptor; tg – temperatura gazelor de

ardere la ieşirea din camera de lucru a cuptorului ; C – camera de lucru a cuptorului.

Pentru analiza eficienţei implementării recuperatorului de căldură se face următoarea ipoteza

simplificatoare: temperaturile aerului, respectiv a combustibilului introduse în cuptor, tar = tB = 0 C

În aceste condiţii, se scrie ecuaţia de bilanţ termic aferentă cuptorului de tratamente termice:

BaHi = qu + qp + Bavgcgtg

În care:

cg = 1,5 kJ/ m3

NK, reprezintă căldura specifică a gazelor de ardere;

Ba – consumul de combustibil al cuptorului de tratamente termice, înainte de aplicarea soluţiei de recuperare.

Din ecuaţia de bilanţ termic se determină, consumul de combustibil al cuptorului înainte de

aplicarea soluţiei de recuperare, Ba

s

m

tcvH

qqB

N

gggi

pu

a

3

698,02,2036

11

Energia conţinută de combustibilul introdus în cuptor este:

Wa = BaHi 25 MW

b. În figura b) este prezentată schema de principiu a cuptorului cu preîncălzirea aerului de ardere

(după amplasarea recuperatorului de căldură în fluxul gazelor de ardere).

Fig. b) Schema de principiu a cuptorului cu

preîncălzirea aerului de ardere

C

PA

tg tgev

ta

tap

tB

87

PA – reprezintă preîncălzitorul de aer; tap temperatura aerului de ardere preîncălzit; tgev – temperatura gazelor

de ardere la evacuarea din preîncălzitorul de aer.

În noile condiţii, se scrie ecuaţia de bilanţ termic aferentă cuptorului:

BbHi +Bbvacatap = qu + qp + Bbvgcgtg

Din ecuaţia de bilanţ termic se determină, consumul de combustibil al cuptorului după aplicarea

soluţiei de recuperare, Bb

s

m

tcvtcvH

qqB

N

gggapaai

pu

b

3

554,0

În care:

ca = 1,31 kJ/ m3

NK, reprezintă căldura specifică a aerului de ardere preîncălzit;

Bb – consumul de combustibil al cuptorului de tratamente termice, după aplicarea soluţiei de recuperare.

Energia conţinută de combustibilul introdus în cuptor, după aplicarea soluţiei de recuperare este:

Wb = BbHi 20 MW

Căldura conţinută de aerul de ardere este:

qPA = 2,27 MW

Cuantificarea eficienţei energetice a recuperării se face prin economia de combustibil realizată prin

aplicarea preîncălzirii aerului de ardere. În condiţiile prezentate, economia de energie conţinută de

combustibil este:

W = Wa – Wb 5,0 MW

În vederea cuantificării eficienţei economice a soluţiei de recuperare aplicată se determină termenul

de recuperare (brut), ca raport între investiţiile, IPA şi cheltuielile suplimentare, C aferente preîncălzitorului

de aer (PA). Se consideră:

Durata de funcţionare a cuptorului, = 1500 ore/an;

Preţul combustibilului, pB = 14 USD/MWh.

C = 5,0150014 = 0,105106 USD

aniC

IPA 2105,0

21,0

Termenul de recuperare obţinut este mai mică decât termenul de recuperare normat (cca 5 ani ,

pentru proiectele de eficienţă energetică), deci soluţia de recuperare aplicată este eficientă din punct de

vedere economic.

88

Aplicatie. Deseurile urbane – surse de energie

Valorificarea energetică a deseurilor menajere prin ardere directă în prezenta unui combustibil suport

1.Date iniţiale

Datele furnizate de beneficiar privind deseurile menajere aferente municipiului A în perioada 2008 – 2010, precum si structura acestora sunt sintetizate în Tabelul A1.

Tabelul A1

Cantitătile de deseuri menajere aferente municipiului A

Compozitie deseuri Cantitate (tone)

2008 2009 2010

particole fine 0 0 43700

des. org. 40261 46585 18246

necomb.neclasate 0 0 0

plastice 512 592 108

sticlă 384 444 300

hârtie 981 1135 0

textile 0 0 0

textile sanitare 0 0 0

carton 0 0 400

metale 427 493 100

comb.neclasate 0 0 9353

compozite 85 97 20047

total 42650 49346 92254

2.Consideraţi, ,ipoteze, calcule

o Din literatura de specialitate în domeniu s-au estimat puterile calorifice componentelor

desseurilor colectate în cazul municipiului A (nefiind efectuate măsuratori care să determine aceste caracteristici).

o Pe baza acestora s-a determinat puterea calorifică a unei tone de deseu si cantitătile de combustibil (conventional) posibil a fi economisite prin incinerarea acestora, în perioada analizată.

o Având în vedere compozitia deseurilor precum si puterile calorifice specifice fiecărei componente s-au determinat puterile calorifice inferioare deseurilor colectate în perioada

analizată, fiind prezentate în tabelul A2 o S-a considerat un randament mediu de ardere al incineratorului de 60%; randamentul

instalatiei cu combustibil conventional înlocuite de 90% si puterea calorifică a

combustibilului conventional economisit de 29300Kj/Kgcc.

Tabelul A2 Structura deseurilor si puterea calorifică

89

Compozitie deseuri Compozitie (%) Putere calorifica (kWh/t)

2008 2009 2010 2008 2009 2010

particole fine 0.00 0.00 47.37 64 64 64

des. org. 94.40 94.40 19.78 195 195 195

necomb.neclasate 0.00 0.00 0.00 0 0 0

plastice 1.20 1.20 0.12 671 671 671

sticlă 0.90 0.90 0.33 0 0

hârtie 2.30 2.30 0.00 725 725 725

textile 0.00 0.00 0.00 59 59 59

textile sanitare 0.00 0.00 0.00 59 59 59

carton 0.00 0.00 0.43 725 725 725

metale 1.00 1.00 0.11 0 0 0

comb.neclasate 0.00 0.00 10.14 68 68 68

compozite 0.20 0.20 21.73 0 0 0

total 100.00 100.00 100.00 208.80 208.81 72.81

În tabelul A3 sunt prezentate cantitătile de deseuri anuale (2009 si 2010) precum si energia continută de acestea.

Tabelul A3

Valorificarea energetica

Anul Masă deseuri

(t)

Energia produsă

prin ardere

(MWh/an)

Economia anuală

de combustibil

tcc/an

2008 42650 5343,403 729,474

2009 49346 6182,509 844,028

2010 92254 4030.342 550,217

3.Interpretarea rezultatelor, concluzii

Valorificarea energetică a deseurilor menajere este de fapt o rezultantă a necesitătii ecologice a eliminării acestora, prezenta lor în mediul ambiant modifică substantial

echilibrul ecologic. Efectul incinerarii deseurilor menajere are un efect triplu asupra mediului ambiant: eliminarea fizică a deseurilor; reducerea efectelor utilizării

combustibililor clasici asupra mediului ambiant, prin conservarea rezervelor existente; posibila recuperare a căldurii fizice a gazelor de ardere rezultate cu potential temic ridicat, care ar evacua în mediu o cantitate de caldură suplimentară (simultan cu poluarea chimică),

modificând echilibrul ecologic.

S-a observat că în cazul recuperări căldurii gazelor de ardere din procesul de incinerare a

DU pentru preîncălzirea aerului s-a realizat o economie de combustibil, conducând la reşterea eficienţei energteice a incineratorului si la reducerea impactului asupra mediului.

Prin arderea directă a DU s-au distrus componentele organice periculoase, s-au redus în greutate si volum deseurile ce vor fi supuse tratamentelor. Recuperarea s-a realizat în

directie energetică cu ajutorul unui cazan recuperator pentru obtinerea de apă fierbinte si abur.

În cazul municipiului A cantitatea de deseuri menajere colectate a crescut în perioada

analizată, aspect care se va reflecta în energia posibil a fi recuperată prin incinerare si a

90

combustibilului economisit. Astfel, în anul 2009 comparativ cu 2008, având în vedere că deseurile menajere au aproximativ aceeasi compozitie, energia recuperabilă printr-o posibilă valorificare energetică a acestora este mai mare.

În anul 2010, desi cantitatea de deseuri menajere este mai mare comparativ cu anii precedenti, energia posibil a fi recuperată prin incinerarea deseurilor este mai mică datorită structurii diferite a acestora (scăderea procentajului de hărtie si deseuri organice, conform

structurii prezentate).

Aplicatie. Analiza impactului asupra mediului a unei centrale de cogenerare

1.Descrierea aplicaţiei

Aplicaţia prezintă un studiu de caz pentru o centrala de cogenerare existentă echipată cu

turbine cu abur, care are ca scop analiza de impact asupra mediului utilizând valori obţinute prin

măsurători pentru emisiile poluante. Impactul ecologic s-a evaluat pe baza calculului unor

indicatori de impact prestabiliţi.

2.Scop Analiza impactului ecologic a funcţionării unor surse de energie existente, se face în vederea

aplicării celor mai eficiente măsuri pentru reducerea impactului asupra mediului. Aceste măsuri

constituie parte integrantă a strategiilor energetice propuse ulterior. Analiza impactului constă în aprecierea influenţei asupra mediului (direct sau indirect), într-

un contur definit prealabil – centrala de cogenerare, într-un interval de timp. Această analiză permite aprecierea comportării sistemului de producere a energiei în raport cu mediul, în vederea detectării priorităţilor în ceea ce priveşte politica de mediu, care trebuie aplicată concomitent cu

strategia energetică propusă pentru viitor.

3.Ipoteze si etape principale ale analizei Analiza impactului asupra mediului a unei surse de energie existente presupune:

stabilirea conturului de analiză ecologică care, în general, coincide cu cel de analiză energetică;

stabilirea perioadei analizate (considerată semnificativă din punct de vedere al funcţionării

centralei);

stabilirea ipotezelor aplicării metodei de analiză ecologică;

alcătuirea unei baze de date necesară întocmirii analizei de mediu, având în vedere ipotezele

stabilite;

determinarea emisiilor aferente producerii diferitelor forme de energie (prin măsurători sau calcul);

stabilirea şi calculul indicatorilor de impact consideraţi semnificativi;

analiza valorilor indicatorilor de impact determinaţi şi compararea acestora cu valorile d in

normative şi reglementările interne şi internaţionale în vigoare, pentru tipologia de instalaţii utlizate.

O importanţă deosebită o are stabilirea conturului analizat. În cazul analizat se consideră

următoarele subsisteme:

subsistemul anterior sursei de energie, compus din: extracţie, tratare şi transport combustibil;

91

subsistemul conversiei energiei în cadrul sursei de energie. În cazul analizat, infomaţiile puse la dispoziţie de către beneficiarul analizei de impact se

referă numai la date aferente centralei de cogenerare, neexistând informaţii privind emisiile specifice precum şi randamentele şi consumurile energetice aferente subsistemelor extracţiei,

tratării şi transportului combustibililor utilizaţi: gaz natural, păcură şi cărbune. Din aceste considerente, la care se adaugă ponderea redusă, în general, a emisiilor aferente

subsistemelor anterioare sursei (extracţie, prelucrare, transport), comparativ cu cele determinate de

conversia combustibilului în cadrul sursei de producere a enegiei, analiza impactului asupra mediului se va face numai la nivelul conturului centralei, neglijându-se etapa transformarilor

suferite de combustibili înainte de sursă.

4.Date iniţiale

o se consideră o centrală de cogenerare echipata cu turbine cu abur; o pentru întocmirea analizei de impact asupra mediului s-au utilizat datele privind emisiile

poluante măsurate în timpul funcţionării centralei de cogenerare, aferente cazanelor precum şi consumurile de combustibil cu caracteristicile acestora;

o s-a stabilit o perioadă de analiză semnificativă în funcţionarea centralei , perioada 2008 – 2010;

o pentru perioada analizată emisiile anuale şi specifice sunt sintetizate în tabelele A4 - A6.

Cantităţile şi caracteristicile combustibililor utilizaţi sunt prezentate în tabelele A7 – A9.

Tabelul A3 Emisiile poluante anuale şi specifice – anul 2008

Tip

emisie

Emisii totale (t/an)

Emisii specifice(g/ Nm3 ga)

Cos1 Cos2 Cos2 total Cos1 Cos1 Cos3 total

SO2 21 14658 5818 20497 0.3200 2.4860 2.0720 2.3373

NOx 27 2146 861 3034 0.4114 0.3639 0.3066 0.3459

CO 3 127 51 181 0.0457 0.0215 0.0181 0.0206

pulberi 0.7 1547 758 2305.7 0.0106 0.2623 0.2699 0.2629

CO2 10284 824499 330756 1165539 156.7169 139.8402 117.7967 132.9085

Tabelul A4

Emisiile poluante anuale şi specifice – anul 2009

92

Tip emisie

Emisii totale (t/an)

Emisii specifice(g/Nm3 ga)

Cos1 Cos2 Cos3 total Cos1 Cos2 Cos3 total

SO2 20 9282 10177 19479 0.1844 1.7315 3.2964 2.2766

NOx 45 2650 1704 4399 0.4149 0.4943 0.5519 0.5141

CO 5 152 98 255 0.0461 0.0283 0.0317 0.0298

pulberi 1.2 1443 827 2271.2 0.0110 0.2691 0.2678 0.2654

CO2 16835 1007638 647982 1672455 155.2213 187.9778 209.8879 195.468

Tabelul A5

Emisiile poluante anuale şi specifice – anul 2010 Tip emisie

Emisii totale (t/an)

Emisii specifice (g/Nm3 ga)

Cos1 Cos2 Cos3 total Cos1 Cos2 Cos3 total

SO2 0 18108 8215 26323 0 2.7809 2.7857 2.7824

NOx 0 3166 1435 4601 0 0.4862 0.4866 0.4863

CO 0 177 80 257 0 0.0271 0.0271 0.0271

pulberi 0 1869 847 2716 0 0.2870 0.2872 0.2870

CO2 0 1220945 553640 1774585 0 187.5072 187.7409 187.58

Tabelul A6

Caracterstici şi cantităţi de combustibili - anul 2008 Cos/

U.M

Cărbune

Hi (kcal/kg)

=1849

Păcură

Hi (kcal/kg)

=9200

Gaz nat.

Hi (kcal/kg)

=8050

t / an t / an N m3/an

1 0 436 4840000

2 1322845 1911 38921000

3 635249 457 17214000

93

Total 1958094 2804 60975000

Tabelul A7

Caracterstici şi cantităţi de combustibili - anul 2009 Cos/

U.M

Cărbune

Hi (kcal/kg)

=1869

Păcură

Hi (kcal/kg)

=9200

Gaz nat.

Hi (kcal/kg)

=8050

t / an t / an N m3/an

1 0 556 8138000

2 1208346 1108 31495000

3 692356 516 19406000

Total 1900702 2180 59039000

Tabelul A8

Caracterstici şi cantităţi de combustibili - anul 2010 Cos/

U.M

Carbune

Hi (kcal/kg)

=1876

Păcură

Hi (kcal/kg)

=9200

Gaz nat.

Hi (kcal/kg)

=8050

t / an t / an N m3/an

1 0 0 0

2 1504867 2798 23860000

3 681905 1780 10254000

Total 2186772 4578 34114000

Pe baza emisiilor anuale s-au calculat emisiile specifice având în vedere următoarele aspecte:

cantitatea şi calitatea combustibililor utilizaţi;

caracteristicile şi duratele de funcţionare ale agregatelor. Estimarea emisiilor specifice de poluanţi în perioada analizată, presupune determinarea

anterioară a volumelor teoretice şi reale de gaze şi aer de ardere. Pe baza lor s-au determinat debitele de gaze de ardere.

Raportarea emisiilor anuale totale la debitele de gaze de ardere au condus la obţinerea emisiilor poluante specifice.

94

Astfel, obţinerea acestora a avut la bază atât informaţiile primite de la beneficiar (cantităţile anuale de consum de combustibil şi puterile calorice aferente) precum şi cele din literatura de specialitate, în ceea ce priveşte estimarea volumelor teoretice şi reale de aer şi gaze de ardere.

Emisiile specifice astfel obţinute se compară cu emisiile specifice limită admisibile pentru marile instalaţii de ardere (categorie în care se încadrează cazanele din centrala analizată),

Emisiile specifice limită admisibile, conform legislaţiei în vigoare, sunt prezentate în tabelul A9

TabelulA9

Emisiile specifice limită admisibile (Hotarâre 541/2003 – instalaţii mari de ardere)

Emisii poluante

Valori limită admisibile

(mg/Nm3)

Cărbune Păcură Gaz

natural

SO2 2000 1700 35

NOx 600 450 300

pulberi 50 50 5

Comparând emisiile specifice calculate cu cele limită admisibile se poate concluziona că

instalaţiile de ardere nu se încadrează în normele legislative în vigoare privind protecţia

mediului.

5.Determinarea indicatorilor de impact Definirea şi modul de calcul a indicatorilor de impact asupra mediului a centralei de

cogenerare analizata sunt prezentate în tabelul A10

Tabelul A 10 Indicatori de impact calculaţi

Impactul Poluanţii care

produc impactul Indicator Mod de determinare

1 2 3 4

Epuizarea

rezervelor de

resurse naturale

Consumul de materii

prime

Epuizarea

rezervelor naturale,

ERN (kg/an)

ERNi= ( mij / a ) / Mi

Efectul de seră CO2, CH4

Global Warming

Potential, GWP

(kg CO2)

GWP= iii m*GWP

GWP CO2 = 1

GWP CH4 = 35

Acificarea

atmosferică SO2, NOx

Potenţial de

acidificare, AP (kg

SO2)

AP = iii m*AP

AP SO2 = 1

AP NOx = 0.7

Emisiile

fotooxidante HC, CH4, CO

Photochemical

Ozone Creation

Potential, POCP

(kg C2H4)

POCP =

iii m*POCP

POCP HC = 0.416

POCP CH4 = 0.07

POCP CO = 0.0.36

Emisiile de praf praf Emisii de praf (kg) Ipraf =

i

i

iC

m

Cpraf = 0.07

95

Toxicitatea umană CO, NOx, SO2

Indice de

caracterizare a

toxicităţii umane,

TH (kg)

HCA – factor de

ponderare pentru

imisiile atmoferice

TH = iii m*HCA

HCA NOx = 0.78

HCA SO2 = 1.2

HCA CO = 0.012

Notă: a - perioada de abundenţă aferentă fiecărui tip de combustibil (vezi tabelul 9), Mi este consumul de materii prime

energetice ale subsistemului “i”, în unităţi de masă/unitate funcţională; mij - masa materiei prime energetice de tip “j”

consumată în cadrul subsistemului “i”, în unităţi de masă/unitate funcţională.

În tabelul A11 sunt prezentate rezultatele calculului indicatorilor de impact aferenţi centralei de cogenerare analizate în perioada prestabilită (2008 – 2010).

Tabelul A11

Calculul indicatorilor de impact Indicator

Impact

U.M.

Anul

2004 2005 2006

ERN 1/an cărbune

0.0039775 0.0039891 0.0042197

ERN 1/an păcură

0.0001559 0.0001241 0.0002382

ERN 1/an gaz nat

0.0023727 0.0023484 0.0012428

AP(SO2,

NOx) t/SO2 22620.8 22558.3 29543.7

PCOP(CO) t/ C2H4 6.516 9.18 9.252

Ipraf(praf) 161.399 158.984 190.12

TH (CO,

SO2, NOx) t/an 26965.092 26809.08 35179.464

GWP tCO2/an 1165539 1672455 1774585

6.Concluzii privind rezultatele analizei de impact asupra mediului al centralei de cogenerare

În urma analizei impactului asupra mediului a centralei de cogenerare într-o perioada prestabilită rezulta urmatoarele:

96

o emisiile specifice calculate de SO2 şi pulberi, având la bază măsurătorile avute la dispoziţie, au valori ce depăşesc valorile limită admisibile stabilite prin legislatia în vigoare;

o compararea rezultatelor cu normele legislative în vigoare se pot urmării în tabelul A12.

Tabelul A12

Compararea emisiilor specifice cu valorile limită admisibile

Tip

emisie

Emisii specifice(mg/Nm3 ga)

2008 2009 2010 Limită

admisibile

SO2 2337.3 2276.6 2782.4 2000

Nox 345.9 514.1 486.3 600

CO 020.6 029.8 027.1

pulberi 262.9 265.4 287.0 50

CO2 132908.5 195468 187580

o depăşirea valorilor limită admisibile în cazul emisiilor de SO2 şi pulberi se datorează

în principal structurii consumului de combustibil, în care preponderent este cărbunele (peste 87% în perioada 2008 – 2010), după cum se poate urmări în tabelul A13;

Tabelul A14

Structura consumului de combustibil

Tip

combustibil

Anul

2008 2009 2010

Carbune 87.51 87.76 92.84

Păcură 0.63 0.5 0.95

Gaz metan 11.86 11.74 6.21

o o altă cauză a acestui fapt il reprezintă vechimea instalaţiilor de ardere, care echipează cazanele din cadrul centralei de cogenerare analizate, aproape de limita duratei de

viaţă, astfel performanţele acestora fiind reduse.

97

Bibliografie 1.***Action 21. Declaration de Rio sur l’environnement et le developpement, declaration de

principes relatifs aux forrets, Conference des Nations Unies sur l’environnement et le developpement, Nations Unies, New York, 1993. 2.Auer J., Pinning hopes on renewable energies, Deutsche Bank Research, 2001.

3.***, Intelligent Energy for Europe, Programme 2003 – 20006, COM 2002. 4.Strategia de valorificare a surselor regenerabile de energie – Monitorul oficial al României

Partea I,Nr. 8 / 07.01.2004. 5. Directiva 2001/77/EC", din 27 septembrie 2001, privind "Promovarea energiei electrice produsă din surse regenerabile pe piaţa unică de energie”.

6.HG nr. 443/2003 privind Promovarea producţiei de energie electrică din surse regenerabile de energie.

7.Unified Bioenergy Terminology, UBIET, FAO Forestry Department, Wood Energy Programme, December 2004. 8.Anuarul statistic al României - anul 2001; Institutul Naţional al Lemnului (INL).

9. Exploitation of the ranges of the global potential of biomass for energy. Biomass & Bioenergy, 2003 .

10. Legea energiei electrice nr. 318/2003. 11. Patraşcu, R. , Eficienta recuperarii complexe a caldurii gazelor de ardere rezultate din procesele industriale, Editura PRINTECH ISBN 973-98523-5-1, Bucuresti, 1998.

12. Patraşcu, R. Raducanu, C., Ciucasu , C., Tehnologii complexe de recuperare a caldurii in industrie, Editura PRINTECH, ISBN 973-9402-10-0, Bucuresti, 1998.

98

13 Reay, D. A. Industrial Energy Conservation. A handbook for engineers and managers. Pergamon Press 1977. 14 *** Energy Consumption Guides No. 20, 26, 27, 32, 33, 34 EEO - ETSU Best Practice

Programme 1990 – 1994. 15 *** Air flotation drying on a paper machine. New Practice Report No. 49/1993 BPP EEO-

ETSU. 16. Pătraşcu, R., Ungureanu M., Tehnologii curate, Editura Agir, Bucureşti, 2000. 17. P.PASCAL, Les technologies propres, un atout ou un handicap pour l’entreprise?. Colloque

IIR, 1991 18. ***, Techniques de l’ingénieur. Traite Génie énergétique., BE 9341, Paris 1997.

19. *** - Induction dans les procédées industrielles. Congrès Internationale. Journées de formation. Paris, mai, 1997. 20.***Industrie et technique. La chimie de plus en plus propre. 06/91.

21.***,COMBUSTION ET REGLEMENTATION. LES NOUVELLES REGLEMENTATIONS: QUEL CONTENU, QUELLES NOUVEAUTES, QUELLES MODALITES D’APPLICATION?.

ATEE, PARIS, 1997. 22.***, Environnement et Electricité. Les techniques propres dans l’industrie, Dopée 85, Paris, 1994.