APLICATII GEOTERMALE PENTRU ÎNCĂLZIRIE SI RACIRE CENTRALIZATA

Transcription

1 APLICATII GEOTERMALE PENTRU ÎNCĂLZIRIE SI RACIRE CENTRALIZATA Prof.univ.dr.ing. Robert GAVRILIUC Președinte SRG Drd.ing. Răzvan ZEGHICI Membru SRG

2 Situația actuală a sistemelor centralizate din România Sursele de energie utilizate Indicatori de performanță ASPECTE PRACTICE ASPECTE TEORETICE Implementarea RES în sistemele centralizate. Ce reprezintă încălzirea cu sursă geotermală? Care este influența parametrilor climatici? La ce ne este de folos pompa de căldură? Care sunt posibilitățile de utilizare a energiei geotermale în România? Cât de bine izolate ar trebui să fie clădirile? Care sunt cele mai mari aplicații GeoDH din Europa? Care sunt riscurile? Cât durează implementarea unui proiect < 1MWth? Cât costă o centrală RES și care sunt componentele principale? Este suficient de performant un sistem geotermal? Concluzii

3 Situația actuală a sistemelor centralizate din România PT SACET Contor Consum Legea 325/2006 privind serviciul public de alimentare cu energie termică SACET= Numărul localităților racordate la SACET 4.5 Mld. Lei/an pt. en.el+term. în sist. centralizat (ANRE, 2012) România are în prezent 95 de localități racordate la sisteme centralizate de producere a energiei termice (MAI, 2010). Dintre care 25 de localități au mai mult de apartamente racordate. Energia livrată pentru cele 25 localități reprezintă 93% din totalul produs în sistem centralizat în România. *Preluat parțial după ANRSC 2011, Starea serviciului de alimentare cu energie termica Procentul apartamentelor racordate într-o localitate nu depășește 76% din intregul efectiv.

4 Situația actuală a sistemelor centralizate din România Situația numărului de aparamente racordate la SACET În anul 2011, împărțită pe euroregiuni ( ap.) Ponderea combustibililor utilizati in sistemele de cogenerare (SACET) la nivelul anului 2008 *Preluat după teza doctorat, Pavel Alexandru Cosmin, Efectele dimensionarii centralelor de cogenerare asupra eficiențelor tehnice, economice și a reducerii polurării mediului Consumul specific de gaz natural raportat la energia facturată [Nmc/Gcal] *Preluat după ANRSC 2011, Starea serviciului de alimentare cu energie termica *Preluat după teza doctorat, Mihai Marian Ionescu, Contribuții privind modernizarea sistemelor centralizate de alimentare cu energie temică de mică și medie capacitate

5 Situația actuală a sistemelor centralizate din România Costul mediu anual pentru încălzire în sistem centralizat în 10 orașe europene Nr. crt Țara Consum Preț mediu al mediu anual căldurii [MWh/ap] [euro/mwh] Factura anuală pentru căldură [euro/ap] 1 Bulgaria Estonia Germania Letonia Lituania Polonia Republica Ceha Romania Slovacia Ungaria *Preluat după FOREN 2012, Energy Efficient Solutions *Preluat după ANRSC 2011, Starea serviciului de alimentare cu energie termica Energia termică, consumată la utilizatorul final, exprimată în energie primară, se obține cu ajutorul factorului de conversie fep. Pentru încălzirea centralizată din România fep=2.0, considerând o eficiență medie a SACET de 50%. Nesubvenționat

6 Implementarea RES în sistemele centralizate ASPECTE TEORETICE

7 Ce reprezintă încălzirea cu sursă geotermală? Energia geotermală este energia stocată sub formă de căldură sub stratul solid al suprafeței terestre Directiva RES 2009/28/CE Sistemele centralizate cu sursă geotermală: Încălzire centralizată a) De suprafață ( shallow geothermal, până la 200 m adâncime) - en. exploatată cu sisteme închise (orizontale, verticale, elicoidale, mixte) / deschise (foraje verticale) - influențată de parametrii climatici - condiționate de zona de amplasare - joasă temperatură 5 C - 20 C - capacități instalate mici<1mw m Siste ic tehn a) De adâncime ( deep geothermal, peste 500 m adâncime) - en. exploatată doar cu sisteme deschise - fezabile doar la capacități mari >5MW - producție en. termică pentru 60 C <T<150 C și en. electrică pentru T >150 C c) De tranzitie (intervalul metri) Preluat după Geothermal Education Office

8 Care este influența parametrilor climatici? Influența directă asupra necesarului energetic al clădirilor. Influența directă asupra potențialului de utilizare a RES: - Temperatura solului - Nivelul de precipitații - Gradul de însoleiere - Viteza vântului și variația direcției de deplasare Nivelul maxim de consum energetic este fixat la nivel de țară prin stabilirea gradului de izolare termică în funcție de parametrii climatici. Temperatura solului și nivelul de precipitații nu Influențează semnificativ aplicațiile GeoDH (de adâncime) însă sunt importante pentru aplicațiile de suprafață. Energia solară și energia eoliană (considerate RES) pot aduce un aport energetic (termic sau electric), crescând eficiența aplicațiilor GeoDH. *Preluat după Punctul de vedere al SRG, privind utilizarea energiei geotermale pe intervalul 0-10 metri Radu Polizu, 2012.

9 La ce ne este de folos pompa de căldură? Tipuri de surse: Tipuri de consumatori: Pompă de căldură Sistem deschis Pompa de circulație Radiator 35 C-55 C Ciclu de încălzire Sistem inchis Suprafete radiante Pompa de circulație Sistem inchis Ventiloconvector Sursa geotermală 10 C-40 C Preluat după Geothermal Education Office

10 Care sunt posibilitățile de utilizare a energiei geotermale în România? Deep geothermal (restrictiv, în funcție de zonele favorabile) Aplicații: -sisteme urbane centralizate -procese industriale -agricultură (încălzirea serelor) -piscicultură (încălzirea bazinelor) -balneologie -transporturi (dejivrare, topirea zăpezii) Preluat după Geothermal Education Office *Preluat după Geothermal Energy in Romania, M.Rosca și al.2010

11 Care sunt posibilitățile de utilizare a energiei geotermale în România? Shallow geothermal (permisiv, aplicabil aproape oriunde) Aplicații: -clădiri de birouri -școli, gradinițe -spitale -case unifamiliale În aplicațiile shallow geothermal, pompa de căldură este indispensabilă. Sistemul centralizat cu surse geotemale de suprafață poate fi format dintr-o singură sursă de energie sau poate îngloba mai multe surse care utilizează diferite metode de exploatare, cu condiția respectării regimului de temperaturi. Specificul climatic din România impune utilizarea sistemelor suplimentare de energie (captatoare solare, energie termică reziduală din procese tehnologice sau unități de cogenerare), pe perioada verii, pentru regenerarea mediilor geotermale exploatate. Preluat după Geothermal Education Office

12 Cât de bine izolate ar trebui să fie clădirile? Nivel maxim reglementat al consumului de energie finală specific pentru încălzire la clădiri de locuit = 100kWh/m2an. Reducerea consumului energetic prin izolarea termică a clădirilor este corelat cu scăderea capacității de producție în sistemul tehnic. Sist. tehnic Clădire Se propune o subclasă de energie pentru clădiri de locuit eficiente (nnzeb) unde consumul en.total specific (Î+AC+ACM+V)<60kWh/m2an. Certificare energetică L372/ /31/EC Aportul RES în clădiri se calculează conform Anexa 7 RESD și decizia CE/

13 ASPECTE PRACTICE Surs Preluat după Geothermal Education Office

14 Care sunt cele mai mari aplicații geotermale din Europa? Centrala termică Hellisheiði din Hengill, Islanda. -deep geothermal DH -funcțională din Oct MWth capacitate pt. încălzire -303 Mwel putere electrică - 50 foraje la 2200 m Institutul de Fizică Atomică de la Măgurele, România -shallow geothermal H&C -proiect în derulare -4 MWth capacitate -încălzire și răcire BHE la 125 m Surs Preluat după Geothermal Education Office

15 Care sunt riscurile? Structura hidro-geologică să nu fie favorabilă implementării unui anumit tip de sistem (acvifere greu de accesat sau necorespunzătoare capacităților cerute, structuri litologice cu conductivitate termică scăzută, lipsa rezervoarelor geotermale-harta slide 7). În funcție de resursele disponibile, consultanții energetici pot stabili structura unui proiect GeoDH. Proiectarea / instalarea / utilizarea defectuoasă poate duce la consumuri de energie primară mai mari decât valorile așteptate. Surs Poluarea termică a stratelor subterane prin practicarea unor temperaturi de restituție ridicate > 25 C. În prezent nu există legislație în România privind regimul de utilizare al sistemelor cu shimbător de căldură cu mediul subteran. Utilizarea sistemelor deschise fără restituția apelor uzate energetic în acviferul de proveniență pot duce la surparea/tasarea solului sau poluarea apelor de suprafață. Restituția apei este de multe ori problematică atunci când apa este expusă la aerul atmosferic sau temperatura apei depășește >50 C (în cazul stocajelor sezoniere). Pentru situația în care RES disponibile nu sunt compatibile cu sursele clasice actuale, funcționarea în paralel cu acestea sau funcționarea alternativă trebuie analizată cu atenție. Sistemul geotermal este mai complex decât cele clasice motiv pentru care trebuie monitorizat și optimizat în permanență de către personal calificat.

16 Cât durează implementarea unui proiect < 1MWth? Surs Surs Temă de proiect beneficiar Stabilirea sistemului tehnic (beneficiar+consultant en.) Studiu de fezabilitate zile Evaluare proiect Acordare finanțare zile Estimare optimistă 120 zile zile Estimare pesimistă 480 zile zile Proiectare Implementare Recepție Monitorizare zile Optimizare zile

17 Cât costă o centrală RES și care sunt componentele principale? Sistemele de suprafață (shallow) costă între Sistemele de adâncime (deep) costă între Mil.Euro/MWth la regim nominal* Mil.Euro/MWth la regim nominal* -Borehole heat exchangers BHE sau -Foraje de extracție & restituție -Serpentine orizontale sau -Schimbător de căldură -Serpentine elicoidale sau -Sistem de tratare chimică a apei -Foraje de extracție & restituție -Automatizare -Pompe de căldură -Pompe de căldură (eventual) Surs -Automatizare * în EU, cea mai mare capacitate în funcțiune este de: 1.5MWth (spitalul Akershus din Lørenskog, Norvegia) pentru sisteme shallow, conform EGEC Geothermal Market Report 2012 și de 400MWth (DH Hellisheiði din Hengill, Islanda) pentru sisteme deep, conform wikipedia.

18 Este suficient de performant un sistem geotermal? Costuri anuale de încălzire pentru un apartament conventional (50mp) cu un consum energetic de 8.14 MWh/an Sistemul GeoDH: Reduce consumul de energie primară cu peste 50% Reduce emisiile de CO2 cu % Reduce de 3-4 ori cheltuielile de exploatare Reprezintă un element cheie în Directivele UE Surs pentru eficiență energetică (EPBD, RESD și EED) Contribuie semnificativ la transformarea clădirilor în nzeb Este inclus în planurile de finanțare cu fonduri nerambursabile pentru țările în dezvoltare Costurile de investiție sunt defalcate pe durata de utilizare (GeoFunds). Energia termică produsă în termoficare nu este subventionată Evoluția neuniformă a costurilor la microct este influențata de VTP

19 CONCLUZII Sistemele geotermale se pretează pentru o categorie largă de consumatori. Aplicațiile de mici dimensiuni (<1MW) utilizează energia geotermală de suprafață iar aplicațiile de mari dimensiuni (>5MW) utilizează energia geotermală de adâncime. Surs Pompele de căldură pot fi folosite în aplicații GeoDH, în special pentru condominii reabilitate energetic, unde temperatura agentului termic poate fi scăzută ca urmare a izolării termice a clădirilor. Evaluarea performanțelor unui sistem care utilizează energie regenerabilă se poate face doar în contextul transformării energiei utilizate în energie primară. Nu există momentan o metodologie de calcul la nivel de România. Evaluările s-au făcut până în prezent după metodologia europeană. Pompa de căldură reprezintă elementul cheie în aplicațiile geotermale de suprafață, utilizând eficient căldura mediului subteran pentru a produce energie termică pentru încălzire și răcire. Aplicațiile geotermale reduc consumul de energie primară cu peste 50%, reduc emisile de CO 2 cu 70-75% și reduc de 3-4 ori cheltuielile de exploatare. Reprezintă o sursă stabilă de energie care poate transforma clădirile radordate în nzeb. Preluat după Geothermal Education Office Proiectele GeoDH sunt incluse în programele de finanțare cu fonduri nerambursabile.

20 Vă mulțumim! Vizitați geodh.eu! Energy Globe Award 200 ROMANIA a Clean Country for a Clean EUROPE Contact SOCIETATEA ROMANA GEOEXCHANGE Str. Petrache Poenaru, nr. 30 Bucuresti , sector 5, ROMANIA Tel , Fax: info@geoexchange.ro