Viitorul probabil 3 - cata energie folosim

Cat de fezabile sunt energiile alternative regenerabile ? Cand incep sa scriu acest articol stiu foarte putine, dar sper ca mica cercetare pe care o voi face pe parcursul scrierii articolului sa ne ofere cateva repere pentru raspuns. Vezi si articolul precedent.

P.S Sper sa nu am gresit prea tare la calcule, va rog sa ma corectati daca observati erori.


Cata energie ne trebuie ?

Pentru a vedea cata energie regenerabila ne trebuie, trebuie sa vedem intai cata energie ne-regenerabila folosim actual.

In lume:
In SUA:


Combustibilii fosili constituie cea mai mare sursa de energie actualmente, petrolul, gazele si carbunele fiind in principal folosite. Stim ca ele sunt folosite si in productia de materiale plastice.


Petrolul

Din sursa wikipedia, gasesc ca:

• O destul de mica parte din petrol se transforma in materiale, aproximativ 16% . Restul se transforma in energie.

• Rezervele cunoscute de petrol (fara nisipuri bituminoase) sunt de aproximativ 190 km³ iar consumul este de 4.9 km³ pe an. Facand o impartire, rezervele cunoscute s-ar epuiza in 38.7 ani. Bineinteles ca estimarea actuala se va lungi prin descoperirea de noi zacaminte, scaderea consumului din cauza cresterii pretului, noi tehnologii de extractie. Cert este ca trebuie gasite repede alternative.

• Consumul pe zi este de aproximativ 13.4×10⁶ m³, adica 13.4 ×10⁹ litri. Distribuit egal pe cei aprox 6.8 miliarde de locuitori ai pamantului (6.8 ×10⁹⁾ ar veni 13.4/6.8 = 1.97litri/zi, 59.1 litri/luna/locuitor. Alta sursa din 2003 indica un consum de mediu de 0.5-0.6 gallons/zi/locuitor, adica 0.6 gallons *3.78 = 2.26 litri/zi/locuitor, deci 2.26*30 = 68litri/luna/locuitor.
  

• Consumul nu este distribuit egal, cel mai mare consum este un SUA si Canada, apoi alte tari industrializate, in curs de dezvoltare si foarte putin in tarile sarace cu agricultura de subzistenta, nemecanizata. In SUA si Canada consumul pe cap de locuitor este de peste 4 ori mai mare decat media mondiala.

• Eu consum doar la masina aproximativ un plin/luna, deci aproximativ 40litri petrol rafinat/luna fata de media mondiala de 60-70litri petrol nerafinat/locuitor/luna. Daca adaug materiale plastice si alte bunuri care incorporeaza petrol, constat ca consumul total ar fi peste medie. Daca impart la doua persoane in familie consumul devine mai rezonabil. Daca pun si parintii care nu au masina consumul scade semnificativ, dar ramane in continuare faptul ca consumul pentru transport este o parte importanta din consumul mondial de petrol.
  

• Am gasit ca intre 60% si 70% din petrol este folosit in transport, iar transportul in sine este dependent in proportie de 90% de utilizarea petrolului.

O comparatie interesanta ar fi : bem cam 2litri apa/zi, deci doar 60 litri_apa/luna si consumam lunar cam tot atat petrol.

Consumul total de energie per locuitor

Este interesant sa aducem consumul total de energie la un numitor comun. O prima estimare porneste de la faptul ca aproximativ o treime din energie este produsa din petrol. In SUA procentul este 37%. Astfel putem estima ca avem nevoie de aproximat 3 ori mai multa energie decat consumul de petrol, deci echivalentul a 60*3 = 180 litri_petrol/luna/locuitor.

O alta sursa da ca necesar anual de energie per locuitor echivalentul a 1,778 kilograme petrol, deci 148 kilograme/luna. Estimarea este din 2005, pot considera ca este destul de aproape de estimarea de 180 litri/luna. Lucram totusi cu niste estimari grosiere.

Transformat in energie electrica, 1000 kilograme petrol echivaleaza cu 11,630 kilowati-ora. Pentru simplitate o sa echivalez un litru de petrol cu un kilogram, practic petrolul este un pic mai usor, cu un procent care depinde de calitatea petrolului.

1 kilowati ora (kWh) este unitatea de masura a consumului pe contorul electric. O aeroterma mica de 1000W (1kW) consuma intr-o ora ... 1kWh. Un bec de 100W consuma un 1kWh in 10 ore.

Revenind, echivalentul a 180 litri petrol pe luna inseamna 180 * 11.630 kWh = 2093 kWh pe luna. Daca am folosi doar curent electric, fiecare om de pe pamant ar consuma 2093kWh curent pe luna. Apartamentul meu consuma aproximativ 200kWh/luna curent electric, 100kWh per persoana (nu folosim incalzire/racire electrica exceptand frigiderul). Mi-ar trebui deci de 20 ori mai mult curent electric pentru a acoperi tot necesarul meu de energie din curent electric. Bineinteles ca o mare parte din aceasta energie ar fi cuprinsa in produsele cumparate, iar o alta mare parte in transportul personal.

O statistica din SUA arata un consum de curent electric de peste 800kWh/casa/luna, nu stiu la cate persoane sa impart, probabil la 2-3 ar trebui, rezultand pana la 400kWh/persoana/luna. Este clar ca in tarile cu producere ieftina de curent electric (nuclear) se foloseste mai mult curentul electric ca forma de energie.

In Romania, o statistica estimeaza consumul per locuitor in 2003 la 2376 wati (o aeroterma ceva mai mare tinuta permanent pornita) , adica 2376 * 365 zile * 24 ore / 1000 = 20813 kWh/an = 1734 kWh/luna, ceva mai putin decat media mondiala estimata la 2093kWh/locuitor/luna.


Unde se utilizeaza cea mai multa energie

Am gasi o statistica din SUA, presupun ca procentele sunt asemenatoare la nivel mondial.


Remarcam transportul de persoane si bunuri care acopera 28% din energia consumata (stim ca 90% este din petrol).

Consumul rezidential de 21% este format in principal din incalzire spatiu (32%), incalzire apa(13%), iluminat(12%), aer conditionat (11%), frigider (8%), (electronice 5%), etc

Consumul commercial este similar cu cel rezidential, doar ca ierarhia procentelor difera, de exemplu se consuma cel mai mult pentru iluminat (25%), probabil si reclame luminoase.

Consumul industrial este utilizat in principal in industria chimica (22%), rafinarea petrolului (22%), prelucrarea metalului (14%), etc.

Putem observa ca transportul, incalzirea/racirea si iluminatul sunt principalii consumatori de energie. Daca la iluminat becurile economice duc pierderea de energie la un procent destul de bun (nu se pierde prea multa energie prin caldura), la transport si incalzire/racire mai sunt multe de eficientizat.

In special la incalzire se consuma mult prea multa energie. Caldura este cea mai "decazuta" forma de energie, ea existand sub scoarta terestra si putand fi obtinuta ca "deseu" din diferite procese tehnologice. Caldura poate fi chiar "mutata" si "aglomerata" prin pompe de caldura ("heat pumps"), cu o eficienta de aproximativ 3-4 ori mai mare decat producerea din combustibili fosili. Voi reveni asupra acestui subiect intr-un post viitor.


Cata energie se pierde

Un grafic foarte interesant care este realizat pe consumul SUA arata ca nu mai putin de 61% din energie se pierde in procesul de utilizare, de exemplu ca si disipatie de caldura (nedorita). De exemplu vara motorul masinii degaja foarte multa caldura, care este energie pierduta. Chiar si iarna caldura degajata este mult peste necesarul de incalzire a masinii. La motorul cu motorina, caldura degajata este ceva mai mica decat la benzina, randamentul fiind mai mare.

Atentie, numerele din grafic nu sunt procente, ci unitati energetice:

Observam ca toata energia din carbune abia daca acopera pierderile de energie din sistemul de generare si transport a energiei electrice. La eficientizarea utilizarii energiei ar mai fi mult loc de imbunatatire.


Concluzie

Consumul mediu lunar de energie per locuitor este foarte mare, echivalentul a in jur de 180litri petrol/luna, sau a 2093 kWh curent electric. O buna parte din acest consum se foloseste in transport, o alta mare parte se foloseste in incalzire/racire/iluminat, o alta mare parte in producerea de materiale. O mare parte din energia consumata se pierde de fapt (60%) si aici ar fi mult loc de imbunatatire.

In conditiile epuizarii resurselor fosile, trebuiesc gasite solutii alternative sustenabile, de preferat surse regenerabile, alimentate la baza din energia solara (hodroelectric, eolian sunt incluse). Sa nu ne amagim insa, cantitatea de energia fosila care trebuie inlocuita este enorma. Solutia va fi probabil o combinatie de energii alternative plus eficientizarea si reducerea consumului actual.

In episodul viitor voi incerca sa analizez fezabilitatea efectiva a principalelor alternative energetice cunoscute.

"The more I say, the more I know" . Republicarea articolelor este permisa cu citarea autorului