Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Metode moderne de exploatare a combustibililor clasici

25 Iulie 2010



\


Diminuarea continuă a rezervelor de combustibili neregenerabili ai Terrei, intrată în atenţia comunităţii internaţionale în ultimele decenii, a avut un impact semnificativ şi asupra orientării eforturilor de cercetare în domeniul energetic. Strategia Comisiei Europene pentru 2020 („A strategy for smart, sustainable and inclusive growth”) propune, în acest sens, două direcţii esenţiale de dezvoltare: creşterea cu 20% a ponderii energiei regenerabile în totalul consumului de energie al Uniunii Europene şi, pe de altă parte, creşterea cu 20% a eficienţei energetice.

În România, ponderea utilizării combustibilor regenerabili este, în total, de circa 10 %, peste media europeană, însă eficienţa utilizării resurselor energetice neregenerabile constituie un domeniu în care oportunităţile de dezvoltare şi progres tehnologic şi ştiinţific rămân deosebit de importante. Astfel, dacă ne referim numai la structura modului în care se face încălzirea locuinţelor în ţara noastră, Institutul Naţional de Statistică avansa, pentru 2008, un procent de 52 % dintre locuinţele din România care folosesc sobe cu lemne pentru încălzire. Situaţia nu este cu mult diferită nici în alte ţări europene, Austria, spre exemplu, având un procent de 50% din locuinţe încălzite similar. Această metodă de încălzire a locuinţelor are avantajul de a utiliza combustibili regenerabili (lemn de foc), însă prezintă dezavantajul major al unui randament deosebit de mic, datorat în special evacuării căldurii rezultate prin arderea combustibilului odată cu fumul. Din aceste motive, dezvoltarea şi implementarea unor variante alternative, mai eficiente, care să păstreze utilizarea vechilor combustibili tradiţionali (în special lemn, dar şi paie şi alte tipuri de biomasă agricolă), constituie o prioritate pentru cercetarea ştiinţifică românească din domeniul energeticii.

Gazeificarea lemnului, soluţie alternativă

O astfel de tehnologie modernă de utilizare a lemnului este gazeificarea acestuia şi utilizarea gazului rezultat în microcentrale cogenerative. Gazeificarea lemnului reprezintă un proces termochimic care transformă materia lemnoasă într-un gaz cu caracteristici combustibile. Gazul obţinut în urma gazeificării conţine 70-80 % din energia prezentă în materia primă lemnoasă şi este compus în principal din: monoxid de carbon, hidrogen, vapori de apă, dioxid de carbon, substanţe organice volatile şi particule de cenuşă.

Tipic, procesul de combustie cuprinde, simplificând, trei etape majore: piroliza, adică ruperea legăturilor chimice ale moleculelor complexe ale combustibilului, gazeificarea, adică transformarea combustibilului solid în material gazos, şi, în final, combustia propriu-zisă, adică transformarea amestecului gazos de combustibil şi aer în gaze de ardere şi căldură.

În arzătoarele de lemn clasice (ca, de exemplu, în cazul sobelor cu lemne), cantitatea de aer prezentă în focarul sobei este suficient de mare pentru a permite arderea completă a lemnului, procesele chimice descrise mai sus derulându-se într-o succesiune foarte rapidă şi creând astfel impresia unei arderi directe a lemnului. La arzătoarele cu gazeificare, cantitatea de aer care pătrunde în focar este strict controlată, astfel încât procesul de combustie să se desfăşoare cu deficit de aer. Din acest motiv, procesul chimic este stopat înainte de combustia propriu-zisă, iar amestecul de gaze rezultat în urma etapei de gazeificare (denumit gaz de generator sau gaz de sinteză) poate fi colectat, filtrat şi utilizat ulterior drept combustibil gazos în diverse aplicaţii. Puterea calorică a gazului de generator este de 5.700 J / kg, redusă faţă de combustibilii clasici, ca benzina sau gazul metan.

Procesul de gazeificare are o istorie relativ îndelungată, el fiind folosit încă de la începuturile secolului XIX, cu aplicaţii în special în gazeificarea cărbunelui, amestecul de gaze rezultat fiind stocat în rezervoare şi livrat în marile oraşe pentru aplicaţii menajere sau industriale şi iluminat public.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, gazeificarea biomasei a luat un avânt deosebit, datorită faptului că gazeificarea cărbunelui, folosită în principal până atunci, era ineficientă din punct de vedere economic în cazul gazeificatoarelor de dimensiuni mici. Deoarece rezervele de petrol şi benzină erau limitate şi folosite în special pentru nevoile militare, transportul civil devine axat cu preponderenţă pe aceste gazeificatoare cu lemn, dezvoltate de G. Imbert, astfel încât numărul acestui tip de gazeificatoare depăşeşte 1.000.000 în Europa.

În urma crizelor petroliere din anii ’70, apar o serie de proiecte de dezvoltare de noi tehnologii de gazeificare, însă marea lor majoritate eşuează din diverse motive, printre care şi reducerea preţurilor produselor petroliere de la mijlocul anilor ’80.
În ultimi 20-25 de ani s-au făcut eforturi serioase de cercetare-dezvoltare în domeniu, atât în Europa, cât şi în USA.

În prezent, tehnologia gazeificării cunoaşte o adevărată renaştere, datorată diminuării considerabile a resurselor petroliere, care atrage după sine o tendinţă general crescătoare a preţurilor produselor petroliere, precum şi dezvoltării a ceea ce poate fi numită o „conştiinţă ecologică” a societăţii moderne. Dacă în urmă cu 50-60 de ani aplicaţiile gazeificării erau în special în domeniul transporturilor, tendinţa contemporană este de a folosi gazeificarea în obţinerea energiei electrice, în special în centrale cu cogenerare. Cogenerarea este procesul de producerea combinată a energiei electrice şi a energiei termice, iar avantajul major al tehnologiei de cogenerare este reprezentat de eficienţa energetică sporită faţă de producerea separată a formelor de energie.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite