HIDROENERGIA COMPONENTĂ ESENȚIALĂ ÎN CADRUL SURSELOR DE ENERGIE REGENERABILĂ

Transcription

1 HIDROENERGIA COMPONENTĂ ESENȚIALĂ ÎN CADRUL SURSELOR DE ENERGIE REGENERABILĂ Dan STEMATIU Membru titular al Academiei de Ştiinţe Tehnice din România Rezumat. Hidroenergia este o sursă de energie regenerabilă cu caracteristici speciale, asigurând nu numai energie curată dar asigurând şi servicii indispensabile pentru sistemul energetic. Dezvoltarea viitoare a sectorului hidroenergetic este dependentă de obligațiile asumate de România sub cerințele directivelor UE privind dezvoltarea surselor de energie regenerabilă (2009/28/CE), privind protecția împotriva inundațiilor (2007/60/CE) si asigurarea calităţii corpurilor de apa (EU Water Framework Directive). In ultimele decade proiectele hidroenergetice erau proiecte cu folosințe multiple, finanțate în totalitate de S.C. Hidroelectrica din fonduri proprii. Această politică a statului român a fost convenabilă din punctul de vedere al economisirii surselor bugetare dar mai puțin convenabilă pentru sector, conducând la termene de execuție lungi şi la scumpirea inerentă a investițiilor. Noua administrare a SC Hidroelectrica pune în pericol dezvoltarea infrastructurii de ape, promovând numai proiecte optimizate din punct de vedere al costului energiei, eliminând celelalte folosințe asociate schemelor. În articol se prezintă situația din domeniul hidroenergetic şi cerințele de dezvoltare care să ţină seama de faptul că apa este o sursă strategică, ce trebuie gospodărită în acord cu principiile dezvoltării durabile, sub o legislație unitară. Cuvinte cheie: energie regenerabilă, dezvoltare durabilă, investiție, infrastructura gospodăririi apelor. Abstract. Hydropower is a special kind of renewable energy source since it is not only an energy producer but also serves the technical needs of the energetic system. Further development of the hydropower sector in Romania is strongly dependent on the Romania s commitments to Directive 2009/28/CE on developing RES till 2020, to Directive Floods 2007/60/CE that imposes the set up of a Medium and long term National Strategy for flood risk mitigation and to Water Framework Directive. In the last decades, the hydropower projects were mostly multi-purpose schemes, fully financed from Hidroelectrica s own sources. This Romanian state policy was convenient in terms of not spending budget money but it was less convenient in terms of sector development leading to longer execution periods and consequently to high increase in investment cost. The new management of Hidroelectrica Company jeopardizes the water infrastructure development since the Hidroelectrica s new projects have to be optimized in terms of power output for hydropower objectives only, without multi-purpose use. The paper deals with the hydropower development having in mind that water is a strategic resource, requires to be nationally managed based on sustainable development principles, according to a unitary legal framework. Keywords: renewable energy, sustainable development, investment, framework of water management. 1. PRIVIRE GLOBALĂ ASUPRA SECTORULUI HIDROENERGETIC La nivelul Națiunilor Unite este recunoscut faptul că, în contextul creșterii populației globului, dezvoltarea nu este posibilă fără un acces sigur şi sustenabil la surse de energie. Secretarul General al UN a declarat anul 2012 ca fiind Anul Internaţional al Energiei Sustenabile pentru Toți. În cadrul creat de aceasta inițiativa, la Conferința privind Dezvoltarea Durabilă (Rio +20) din 2012 UN a cerut

2 274 Lucrările celei de-a VIII-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR guvernelor şi sectorului privat să dubleze componenţa energiei regenerabile în mixul energetic şi să extindă facilităţile de producere a energiei regenerabile la nivelul consumatorilor locali. Statisticile Agenției Internaționale a Energiei (International Energy Agency IEA) arătau că la finele anului 2010, la nivelul globului, erau peste MW putere instalată în amenajări hidroenergetice, mai mult de jumătate fiind în Europa şi în America de Nord. În afara amenajărilor hidroenergetice clasice mai erau peste MW putere instalată în uzine hidroelectrice cu acumulare prin pompaj. Fig. 1. Localizarea pe glob a puterilor instalate în amenajări hidroenergetice şi a energiei produse. Dezvoltarea a noi capacitați în domeniul hidroenergetic a fost potențată de conjuncturi şi de trendul climatic. Incidentul de la Centrala Nucleară Fukushima, din 2011, a avut o influenţă majoră asupra politicii energetice mondiale, demonstrând cum un eveniment produs într-o ţară privind o anumita sursă de energie poate afecta politica globală. Germania a suspendat programul nuclear, China nu a mai dat aprobări pentru noi centrale nucleare, iar Israelul a legiferat oprirea construcției de centrale nucleare. Schimbările climatice au impus politicile de management al apei ca priorităţi ale agendei globale. Climatul regional este tot mai impredictibil, cu evenimente climatice extreme viituri şi secetă. Sunt necesare infrastructuri capabile să acumuleze apa, fie pentru a compensa perioadele secetoase, fie pentru atenuarea viiturilor. Amenajările hidroenergetice, astfel dimensionate şi exploatate încât să asigure volumele de protecție menționate, sunt privite ca o alternativă economică, având în vedere şi energia regenerabilă pe care o produc. Date recente ale Asociației Internaționale a Hidroenergiei (IHA) estimează că în anul 2011 au fost instalate noi capacitați în hidroenergie de GW. Adoptarea strategiilor de promovare a surselor de energie regenerabilă a fost un factor esențial. În Europa hidroenergia asigură cca 70% din totalul de energie din surse regenerabile şi, deși majoritatea amenajărilor sunt mature, există încă suficient de mult potențial rămas de valorificat, fie prin amenajări noi, fie prin extinderi şi retehnologizări. Directiva UE privind energia regenerabilă a stabilit un obiectiv ambițios, de a asigura 20% din energie din surse regenerabile, impulsionând astfel investițiile în domeniul energiilor regenerabile, cu o pondere semnificativă a hidroenergiei. Din nefericire, politicile europene nu sunt şi coerente. Directiva cadru a apei (EU Water Framework Directive) care se referă strict la aspectele de calitate ale corpurilor de apă, creează obstacole semnificative în promovarea infrastructurilor de management al apei, afectând indirect şi promovarea

3 Secţiunea Energie durabilă 275 amenajărilor hidroenergetice. Sunt eforturi de a promova analiza proiectelor de infrastructură în domeniul apei, cele hidroenergetice fiind incluse, în contextul mai larg al dezvoltării durabile care să exceadă constrângerile din directiva cadru. Cu titlu de exemplu, privind o abordare rațională a subiectului, se prezintă situația din Franța, unde sunt lansate licitații pentru zece noi proiecte hidroenergetice care urmează să fie concesionate ca urmare a cerinței UE ca Franța să deschidă 20% din piața de hidroenergie competiției internaționale. Un aspect extrem de important îl reprezintă dezvoltarea uzinelor hidroelectrice cu acumulare prin pompaj. În conformitate cu predicțiile Euroelectric energia eoliană şi solară se va dubla la nivelul anului 2020 raportat la anul Va creşte inerent şi variabilitatea puterii disponibile în sistemele energetice şi ca urmare nevoia de a stoca energie pentru acoperirea consumului, la rândul lui variabil. Singura alternativă cu aplicare industriala rămâne hidroenergia cu acumulare prin pompaj. La începutul anului 2011 în Europa erau în operare 170 de uzine hidro cu acumulare prin pompaj, cu o putere de 45 GW. Tot în Europa sunt promovate o serie de noi proiecte de acumulare prin pompaj în zona Alpilor. Sunt investiții în cca 60 de noi uzine cu o putere instalată de cca 27 GW. În Germania este în construcție uzina de 1400 MW de la Schluchseewerk în Baden Wurttemberg. În Elveția puterea instalată a uzinei de la Veytaux este dublata la 420 MW şi se afla în construcție uzinele de 1000 MW de la Limmern şi de 600 MW de la Nant de Drance. În mai 2012 Austria, Germania şi Elveția au semnat o convenție de colaborare pentru promovarea a noi investiții de acumulate prin pompaj în regiune. Sunt legături inerente şi interinfluenţe între energia utilizată pentru managementul apei (captare, transport, tratare, epurare) şi apa utilizată în producția de energie (extragerea şi prelucrarea combustibililor fosili, apa de răcire în termocentrale şi, desigur, apa turbinată pentru producerea de hidroenergie). Apa pentru energie Extractie HIDROENERGIE Fig. 2. Legăturile dintre apă şi energie. Prelucrare Epurare ape uzate Energie pentru utilizatorii apei Apa de racire pentru termocentrale Captare si transport Potabilizarea apei Energie pentru apa Dezvoltarea sectorului hidroenergetic în mixul energetic este susținută şi de studiile privind impactul sectorului energetic asupra apei. Asociația Internațională a Hidroenergiei (IHA) împreună cu EDF din Franța au prezentat un cadru de evaluare a acestor impacturi la 6th World Water Forum. 2. HIDROENERGIA COMPONENTĂ ESENȚIALĂ ÎN CADRUL SURSELOR DE ENERGIE REGENERABILĂ Resursele hidraulice de energie se regenerează continuu prin aportul natural al energiei solare. Sursa primară a energiei hidraulice este radiaţia solară şi circuitul apei în natură. Radiația solară produce evaporarea (în special de pe oceanul planetar), norii încărcaţi cu vapori de apă se deplasează către uscat, în anumite condiţii condensează, precipitaţiile cad pe suprafaţa uscatului şi o parte din volumul de apă formează scurgerea de suprafaţă. Scurgerea de suprafață, concentrată ca debit şi cădere, este sursa hidraulică valorificată ca hidroenergie şi este evident regenerabilă.

4 276 Lucrările celei de-a VIII-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR Energia hidraulică nu este singura sursă de energie regenerabilă, dar are caracteristici unice, care nu se regăsesc la celelalte surse. Între energiile regenerabile care au deja aplicare la scară industrială sunt energia eoliană şi energia solară. Lor li se adaugă la o scară mai redusă energia geotermală, energia provenită din biomasă etc. Contribuţia acestor alte surse de energie regenerabilă este încă foarte modestă. Hidroenergia este pe departe cea mai importantă sursă de energie regenerabilă utilizată în prezent. Energia generată anual pe cale hidro atinge 2,1 milioane de GWh, ceea ce reprezintă între 16 şi 18 % din consumul de electricitate mondial. Cele mai pesimiste estimări acceptă că potenţialul exploatabil este de şase ori mai mare. În România se produc în anul mediu hidrologic cca 18 TWh, adică 35 % din consum, dar potenţialul amenajabil este aproape dublu. Pentru ilustrare, în figura 3 se prezintă structura producției de energie în anul Fig. 3. Structura producției de energie în Romania în anul 2011 (în GWh). Energia hidroelectrică este nu numai regenerabilă, dar este curată şi disponibilă atunci când consumatorii o cer. Ea nu produce deşeuri (cenuşi sau substanţe radioactive), nu produce bioxid de carbon care contribuie la efectul de seră, nu produce oxizi de sulf care stau la originea ploilor acide. Combustibilul ei este apa, un combustibil curat care nu suferă degradări prin turbinare. Comparativ cu hidroenergia, care este înmagazinabilă în lacuri de acumulare şi poate răspunde prompt la cerinţe, celelalte surse de energie regenerabilă sunt dependente de schimbările sezoniere, zilnice sau chiar orare ale vremii. Energia eoliană şi energia solară depind de vânt şi de soare. Sunt surse intermitente. Valorificarea lor în acord cu cerinţele consumatorilor se poate face eficient numai în cadrul unui sistem energetic echilibrat, cu aportul major al hidroenergiei. Marile ferme eoliene, care sunt din ce în ce mai numeroase, pot suplini o parte din energia hidro, iar când energia produsă de ele nu are debuşeu la consumatorii tradiţionali poate fi stocată în lacuri de acumulare, aşa cum s-a amintit deja, în centrale hidroelectrice cu acumulare prin pompaj. Infrastructura creată de amenajările hidroenergetice poate fi comună cu alte folosințe indispensabile managementului apei. Marile lacuri asociate amenajărilor hidroenergetice protejează împotriva inundaţiilor prin atenuarea viiturilor, sunt importante surse pentru alimentarea cu apă a populaţiei şi a industriilor, asigură debit pentru irigaţii în perioadele secetoase, pot fi importante centre de dezvoltare a turismului. În cazul amenajărilor fluviale nivelul apei este controlat prin barare iar navigaţia este mult favorizată prin construcţia de ecluze în frontul barat. Caracteristicile proprii, care situează energia hidroelectrică drept o energie regenerabilă cu caracteristici superioare sunt însă cele legate de modul de intervenție în acoperirea curbelor de sarcina ale sistemului energetic. Prin calităţile lor tehnice şi economice (elasticitate, fiabilitate, preţ de cost

5 Secţiunea Energie durabilă 277 redus) centralele hidroelectrice sunt amenajări deosebit de adecvate pentru îndeplinirea operativă a serviciilor tehnologice de sistem cum sunt: reglajul secundar frecvenţă-putere, rezerva turnantă, rezerva terţiara rapidă şi reglajul tensiunii. Recapitulând, energia hidroelectrica este una cu calităţi speciale: este sursă regenerabilă şi nepoluantă; are randament ridicat al transformării energiei hidraulice în energie electrică; este asociată folosinţei complexe a cursurilor de apă atenuarea viiturilor, irigații, alimentări cu apă, navigaţie etc.; are un rol important în cadrul sistemului energetic, asigurând servicii de sistem (reglaj de frecvenţă, controlul puterii reactive, rezervă de avarie). Pentru ilustrarea acestei ultime caracteristici se prezintă în continuare aportul de servicii de sistem asigurate în 2011 de S.C. Hidroelectrica, principalul deţinător şi operator al energiei hidroelectrice în Romania: 60,2% din banda de reglaj secundar; 81,6% din rezerva terţiară rapidă; 100% furnizare energie reactivă necesară la nivelul SEN ( MVArh). Echiparea existentă în centralele hidroelectrice ale S.C. Hidroelectrica cuprinde 26 hidroagregate pentru reglajul secundar frecvenţă-putere, 95 hidroagregate pentru rezerva terţiară rapidă 5 hidroagregate, 28 hidroagregate pentru reglajul puterii reactive în banda secundară de reglaj a tensiunii şi 5 hidroagregate pentru restaurarea SEN. 3. ENERGIA DIN SURSE REGENERABILE ÎN ROMANIA OBLIGAȚII ASUMATE Promovarea valorificării resurselor regenerabile de energie (SRE) reprezintă un obiectiv prioritar al politicii energetice, la nivel UE şi la nivel național. Directiva 2009/28/EC unifică într-un singur act legislativ prevederi privitoare la energia electrică, termică (căldură şi frig) şi transport, produse din surse regenerabile de energie. Obiectivul principal la nivel UE27 este atingerea țintei de 20% ca pondere a energiei din surse regenerabile de energie în consumul final brut de energie, precum şi a țintei de 10% ca pondere a energiei din surse regenerabile de energie în transport, până în anul Conform Anexei 1 a Directivei, obiectivul stabilit pentru România pentru anul 2020 este de 24%. Cadrul legislativ şi instituțional privind valorificarea SRE a fost elaborat în contextul negocierilor de aderare la UE şi adoptării acquis-ului comunitar. Biomasa şi deșeurile (utilizate preponderent în mediul rural) şi energia hidroelectrică mare reprezintă peste 96% din producția SRE. Ponderea energiei electrice produse din SRE în totalul consumului brut de energie electrică trebuie să fie de 33% în anul 2010, 35% în anul 2015 şi 38% în anul Ponderea energiei electrice «verzi» (susținută prin mecanismul de cote obligatorii combinat cu tranzacționarea certificatelor verzi) din totalul de energie electrică trebuie să fie de 10% la nivelul anului Proiectul de Strategie Energetică a României pentru perioada stipulează că potențialul hidro reprezintă o alternativă durabilă de dezvoltare a sectorului energetic din România, ținând cont de resursele limitate de materii prime energetice ale ţării noastre, precum şi de nevoia de a obține energie ieftină şi care să nu producă gaze cu efect de seră. Potrivit proiectului, autoritățile vor continua programul de realizare de centrale hidroelectrice cu punerea în funcțiune a circa MW până în Va fi amenajat potențialul hidroenergetic național în proporție de 59% în 2020 şi de 67% în Singura entitate din România care implementa până în prezent cerințele programelor şi legislației europene în domeniul energiilor regenerabile şi al apelor era Hidroelectrica; aceasta, deși

6 278 Lucrările celei de-a VIII-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR era o societate comercială, avea un rol strategic în politica energetică. Obiectivele hidroenergetice din Strategia de Dezvoltare a S.C. Hidroelectrica S.A., aflate în execuție, sunt obiective cu funcțiuni complexe şi răspund angajamentelor României asumate prin programul de aderare la UE. Aceste angajamente se referă la producția de energie regenerabilă conform cu Directiva 2009/28/CE privind promovarea E-SRE, orizont 2020, apărarea împotriva inundațiilor, conform cu Directiva inundații 2007/60/CE şi cerințe stabilite prin Strategia naționala de management a riscului la inundații pe termen mediu şi lung, asigurarea de surse pentru alimentari cu apă, așa cum rezultă din Directiva cadru apă 2000/60/CE şi din HG nr 80/2011 care a aprobat planurile de management pe bazine hidrografice, transmise CE şi acceptate de aceasta. În ceea ce privește valorificarea potențialului hidroenergetic, cifrele de control se regăsesc în Proiectul de Strategie Energetică a României pentru perioada şi, până în prezent, şi în strategia de dezvoltare a S.C. Hidroelectrica (tabelul 1 şi fig. 4). Producții de energie în anul hidrologic mediu Tabelul 1 Fig. 4. Potențialul hidroenergetic tehnic amenajabil al României.

7 Secţiunea Energie durabilă IMPASUL CREAT DE STAREA ACTUALĂ A S.C. HIDROELECTRICA S.A. Intrarea în insolvenţă a S.C. Hidroelectrica a creat o schimbare deosebit de gravă în derularea proiectului de Strategie Energetică a României pentru perioada şi pot fi compromise obiectivele asumate de România conform anexei 1 a Directivei 2009/28/EC, din care rezultă că obiectivul stabilit pentru România pentru anul 2020 este de 24% energie din surse regenerabile. Este un fapt cert ca regimul hidrologic deficitar cu care s-a confruntat Hidroelectrica încă din luna aprilie 2011 și care a continuat și în anul 2012, cu o scădere severă a capacității de producție (aproximativ 13 TWh comparabilă cu minimul istoric înregistrat în anul 2003), constituie una dintre principalele cauze ale insolvenței S.C. Hidroelectrica. Raportul administratorului judiciar pune în evidenţă importanţa sectorului hidroenergetic enunțând explicit că Producția și resursele de energie ale unei țări constituie domenii strategice despre care e legitim ca publicul să fie în mod transparent și complet informat. Se recunoaște apoi ca Hidroelectrica este o companie vitală pentru un sector strategic, cu implicații în siguranța națională, de care depinde evoluția economiei și societății românești în ansamblul ei. Dar tot în același raport administratorul judiciar consideră că, debitoarea Hidroelectrica S.A. poate fi supusă unui plan de reorganizare cu şanse de reuşită prin măsuri rapide şi eficiente de restructurare a activităţii, măsuri care fac parte din planul de reorganizare a activităţii societăţii. Între măsuri se propune diminuarea cuantumului alocărilor pentru investițiile aflate în curs de derulare, deși: realizarea programelor în conformitate cu cele propuse este direct legată de accesarea liniilor de credit dedicate acestor obiective de investiţii (credit luat pe proiect); consecințele diminuării severe sunt, pe de o parte, neîncadrarea în prevederile din Strategia energetică a României pentru perioada , iar pe de altă parte generarea de costuri suplimentare pentru finalizarea ulterioara a obiectivelor şi grave dereglări în forța de muncă implicată în realizarea acestor obiective. În cadrul acelorași masuri se solicită revizuirea politicii investiționale ale S.C. Hidroelectrica, subliniind ca prioritare sunt măsurile de redresare şi restructurare a societăţii în vederea maximizării averii acesteia, deși: obiectivele hidroenergetice din Strategia de Dezvoltare a S.C. Hidroelectrica S.A., aflate în execuție, sunt obiective cu funcțiuni complexe şi răspund angajamentelor României asumate prin programul de aderare la UE (Directiva 2009/28/CE privind promovarea E-SRE, Directiva inundații 2007/60/CE şi Directiva cadru apă 2000/60/CE); se încalcă prevederile din HG nr 80/2011 care a aprobat planurile de management pe bazine hidrografice, transmise CE şi acceptate de aceasta. 5. UNELE PROPUNERI În primul rând se impune elaborarea unui program național privind valorificarea potențialului hidroenergetic tehnic amenajabil, în contextul gospodăririi eficiente a resurselor de apă. ÎN același timp este necesara elaborarea unei legislații naționale specifice prin care toate entitățile administrative și economice beneficiare ale folosințelor complexe asigurate de valorificarea potențialului hidroenergetic să contribuie la realizarea investițiilor în domeniu; Pe baza legislației specifice şi a programului național de valorificare a potențialului hidroenergetic trebuie actualizate schemelor de amenajare hidroenergetică cu folosință complexă, luând în considerare: regularizarea stocului natural hidrologic al bazinelor hidrografice pentru acoperirea perioadelor secetoase, a rezervelor de apă necesare pentru populație, industrie, agricultură;

8 280 Lucrările celei de-a VIII-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR tranzitarea undelor de viitură în condiții de siguranță pentru localități, căi de comunicații și terenuri agricole; dezvoltarea potențialului turistic și piscicol în zona viitoarelor amenajări. În cadrul noilor scheme de amenajare trebuie promovate consistent uzinele hidroelectrice cu acumulare prin pompaj, în acord cu nevoile de sporire a puterii de rezervă terțiară rapidă din sistem impuse de extinderea surselor eoliene. Bibliografie [1] Cojoc R. (2012), Priorităţi privind mărirea producției de energie din surse regenerabile în cadrul SC Hidroelectrica S.A. Comunicare la FOREN, Neptun, iunie. [2] EURO Insol (2012), Raport privind cauzele şi împrejurările care au dus la apariția stării de insolvenţă a S.C. Hidroelectrica S.A. [3] International Energy Agency (IEA) (2009), R&D Task 24 Integration of Wind and Hydropower Systems. [4] Rugină, V. (2010). Planul National de Acțiune in domeniul Energiei din Surse Regenerabile. Conferința Internațională Oportunităţi pentru utilizarea RES: studiu de caz Județul Alba. Alba Iulia, septembrie. [5] Stanciu, P., Oprișan, E., Tecuci, I. (2010). Unele considerații asupra potențialului hidroenergetic al României, Conferința Schimbări climatice Soluții concrete pentru Romania. București, 18 martie. [6] Zachia - Zlatea, D. (2012), Hidroelectrica. Comunicare la FOREN, Neptun, iunie.