Resursele naturale i valorificarea lorCurs anul I Cartografie i Meteorologie-HidrologieSemestrul IITema 3: Resurse de lung durat

Resurse energetice - de lung duratDezvoltarea economic a societii umane, n condiiile tehnologice actuale, are ca problem primordial, rezolvarea pe o perioad ct mai ndelungat a resurselor energetice, care s asigure funcionarea normal a industriei, agriculturii, a vieii cotidiene n marile orae, etc.Estimrile n privina creterii demografice, arat c populaia va ajunge n deceniul al 3-lea din sec. XXI la 8 miliarde de locuitori , ceea ce va solicita folosirea tuturor categoriilor de resurse energetice de la cele bazate pe combustibili fosili pn la cele rezultate din resursele energetice primare, derivate, regenerabile etc. n categoria resurselor energetice de lung durat sunt incluse resurse energetice primare ca:- energia solar, exprimat prin radiaia caloric i luminoas;- energia geotermic este rezultatul proceselor de natur nuclear ce au loc n interiorul Terrei, cu degajare de cldur.- energia creat de atracia gravitaional a altor corpuri cereti asupra Terrei n principal Luna i Soarele care conform legii lui Newton arat c: proprietatea tuturor corpurilor din Univers de a se atrage reciproc, proporional cu masa lor (m1 i m2 ) i invers proporional cu ptratul distanei dintre ele (d) se manifest n principal prin mareele oceanice (dar i prin mareele terestre ca o micare nesemnificativ).

Pmntul primete un aport mediu de energie de cca 178 000TW (termic), ceea ce ar reprezenta de 100.000 de ori mai mult energie dect ntreaga producie de electricitate din lume. Mediile anuale calculate pe o zi de 24 ore sunt de 250 w/m2 n regiunile centrale ale Saharei cu pn la 4000 h de soare pe an i de cca 100 w/m2 n Europa Central cu 1500 h de insolaie direct (Hfele, 1987). Aciunea energiei solare are ca prim rezultant, biomasa care echivalent n combustibili, reprezint cca 100 TWan/an, din care 23 Twan/an sunt fixate n puni i tundre, 29 TW an/an n pduri , 10 TW an/an n terenuri cultivate, iar restul este valorificat de biomasa oceanic (Bolin, 1979)Analiza conversiei termoelectrice oceanice (O.T.E.C.) de ctre specialiti energeticieni, coordonai de Hfele (1987), conduce la concluzia c: aproximativ 3000TW an/an de energie solar sunt absorbii direct de ctre oceane, din care cea mai mare parte a acestei energii, este absorbit n zona intertropical. Cldura absorbit n zona cald a "Oceanului Planetar" este transportat de uriae "fluvii oceanice", curenii calzi Golfstrm-ul i Kuro-ivo i cedat zonelor temperat i subpolar de nord, unde creeaz climate mai moderate, iar o mic parte mrilor polare, contribuind la topirea gheii. Disiparea energiei calorice de ctre curenii oceanici, reduce energia lor cinetic la 0,2TW an/an . n aceste condiii pentru amestecul convector cu straturile mai reci de adncime ale oceanului, rmne o cantitate de energie caloric de numai 50 TW an/an.

Captarea cldurii din apa de suprafa a oceanului prin sisteme O.T.E.C., ntmpin unele dificulti tehnice ntruct apa evacuat, dac se ntoarce n sistem, limiteaz capacitatea n energie electric la 0,25 w/m2 de suprafa de ocean tropical. Calculele energeticienilor, arat c pentru o suprafa de cca 90 milioane de kilometri ptrai de ocean rezult un potenial tehnic de electricitate de 22 TW an/an.Atmosfera disipeaz o energie cinetic mult mai mare dect oceanele, prin micrile turbulente verticale i sistemele de nori. Masele de aer care se deplaseaz de la Ecuator spre tropice, apoi spre zonele temperate i reci, i din zonele polare spre zona cald, consum o energie mecanic de cca 350 TW an/an. Vnturile, rezultate n urma diferenei de potenial termic i baric ce se creeaz pe Terra, cumuleaz o energie eolian estimat la nivelul a 3 TW an/an. Studiile efectuate de Grupul de Resurse Geotermice din Statele Unite, au condus la aprecierea c n anul 2010, resursa geotermal umed, ar putea avea o producie de 0,7 TW an/an, considerndu-se c pentru ntreaga planet producia va putea ajunge la 2 TW an/an.

Fluxul energetic pe Terra i resursele energetice

Cercetrile au artat c demonstrat c n primii 6 km ai scoarei terestre, cldura nmagazinat de peste 2000C, constituie o resurs mai mare dect toate resursele mondiale de combustibili fosili, dar tehnologiile actuale nu permit o exploatare eficient. Energia disipat de mareele oceanice, din totalul de 3 TW an/an, se consider c va putea fi potenial valorificat, n mic parte, sub form de energie electric. Energia cinetic a mareelor, trebuie s se transforme n fluxuri suficient de nalte, peste 3 m i s existe golfuri sau estuare care s favorizeze acumularea unor volume mari de ap, de aceea potenialul lor se reduce dup estimri la cca 0,04 TW an/an.Dup Hfele (1987) posibilitile de valorificare a resurselor energetice de lung durat sunt determinate de trei condiii:- poziia geografic a utilizatorului - modul de a extrage energia dintr-un sistem al mediului nconjurtor. - viabilitatea economic n raport cu alte procedee de obinere a energiei.Tehnologiile energetice realizeaz o legtur ntre fluxurile naturale de energie i nevoile de consum ale civilizaiei moderne. Pentru a rspunde cerinelor de consum ale societii umane, o surs ideal ar trebui s aib urmtoarele caracteristici:- densitate mare de energie- disponibilitate nentrerupt- un mod de livrare a energiei uor de convertit n alte forme de energie (utile i cu pierderi minime)Problema folosirii n mod eficient a resurselor energetice nepoluante i de lung durat, o reprezint dezvoltarea unor tehnologii care s asigure o reconversie util i avantajoas economic.

n ultimul deceniu din secolul al XX-lea, se remarc o cretere a consumului de energie bazat pe utilizarea energiei eoliene i a energiei solareTendine ale consumului de energie pe tipuri de surse energetice n perioada 1990-1997

Cantitatea de energie solar recepionat de suprafaa Terrei, este repartizat inegal, depinznd de unghiul de inciden al razelor solare (n scdere de la Ecuator spre cei doi poli ai Terrei ) i repartiia diferit a ocenelor i continentelor pe cele dou emisfere (n timpul unui an terestru i micarea de revoluie care determin o iluminare inegal a Terrei). De asemenea la nivelul suprafeei terestre, cantitatea de radiaie solar recepionat este difereniat de condiiile fizico-geografice: - de natur geomorfolgic: gradul de fragmentare a reliefului, expunerea i panta versanilor etc. - de natur hidrologic: exprimat prin mrimea suprafeelor de ap, care pot crea un microclimat cu nebulozitate mai accentuat. - de tipul de vegetaie sau de lipsa vegetaiei, ceea ce influeneaz radiaia reflectat, dependent de valoarea pe care o are albedoul suprafaei respective. Valoarea albedoului fiind cuprins ntre 0 - 100%, valoarea maxim este dat de suprafeele cu zpad alb imaculat, iar o valoare mult mai sczut, de 15-20%, pentru solurile de culoare nchis negricioas.Reflexia (albedoul), se manifest n mod relativ egal pentru ntreg spectrul radiaiei solare i are o valoare general de 31%, la nivelul Terrei. Suprafaa terestr primete, din energia solar, 22% prin difuzie din aerul fr nori, 22% prin intermediul difuziei cauzate de nori, 5% din radiaie direct i pierde n atmosfer 6% prin radiaie reflectat.(Gr. Posea, Arma, 1998).

Energia solar. Repartiia pe Terra a radiaiei solare

La nebulozitate zero suprafaa terestr, primete o putere solar de 1 kw/m2/zi.Pe Terra, conform hrii elaborate de Negoescu, Vlsceanu (1998) privind potenialul anual de energie solar, convertibil n energie electric, evideniaz o zon ecuatorial cu un potenial energetic de 1950-2200 kwh/m2/an, zonele tropicale, cu o valoare maxim a potenialului ce depete 2200kwh/m2 /an, reducndu-se de la zonele temperate de la 1650 kwh/m2/an la 1100kwh/m2/an.O analiz a zonelor geografice cu cea mai mare favorabilitate n valorificarea potenialului energetic al radiaiei solare sunt inuturile deertice, cu o densitate foarte mic a populaiei. Valori mari ale energiei solare sunt distribuite i n zonele dens populate din sudul i sud-estul Asiei, n Africa (n vest - Nigeria, n est Etiopia, Egipt, etc), pe litoralul pacific al Statelor Unite, n California, n Mexic i rile din America Central, etc.Suprafee mari din Europa i Asia, ca i inuturile Canadei, acoperite de pduri pe mari ntinderi, au o favorabilitate mai redus pentru valorificarea energetic a radiaiei solare. rile limitrofe Mediteranei prezint ns condiii favorabile pentru valorificarea unei energii solare, nepoluante avantajoas economic.

Creterea numeric a populaiei urbane, va solicita utilizarea unei cantiti din ce n ce mai mari de energie secundar (electric i termic), care va trebui s fie economic obinut din surse caracterizate prin conversie flexibil, i uor de stocat i transportat. Populaia urban a anului 1995, reprezenta 45,3% din populaia lumii, iar pentru anul 2015, se estimeaz o pondere a populaiei urbane de 54,4 %. Nivelul de urbanizare din unele zone geografice ca cele din America Latin, se vor situa n apropierea celui din rile industrializate, iar n continentele Asia i Africa, care vor nregistra creteri importante de populaie, vor avea cca. 50% din locuitori n aezri urbane sau de tip urban.Folosirea energiei solare, n scopul conversiei n energia termoelectric de rile din bazinul Mrii Mediterane n Frana (Viguula n Insula Corsica Themis n Munii Pirinei), Spania (la Almeira 0,5 MW) i Cesa (1MW), Algeria la (Bauarch 35MW), Israel (Rehvot, 35MW) - reprezint un inceput, n valorificarea unei resurse practic inepuizabile . Utilizarea energiei solare, are valene multiple, de la experimentul cuptorului siderurgic solar de 1000 KW construit la Font-Rameau-Odeillo (Frana) pn la nclzirea de locuine i sere, reciclare de deeuri (S.U.A., Japonia, Australia etc.).

Resurse energetice regenerabile-bioenergiaBioconversia, transform cteva procente din energia solar prin procese de fotosintez, n energia vie de natur biochimic din care rezult hidrocarburile.Din ativitatea agricol actual se obin produse care nglobeaz o energie de 2,5 TWan/an. Valorile energetice globale care includ pe lng podusele agricole, reziduurile din activitatea agricol i bioconversia forestier sunt apreciate de la 25TWan/an, la 100 TW an/an datorit modificrii caracteristicelor fizice ale pturii vegetale ce acoper solul prin practicile agricole. n principal aceste modificri sunt rezultatul schimbrii valorilor albedoului i a evapotranspiraiei n condiiile n care pe mari suprafee ale Terrei, se produc tieri ale marilor pduri i extinderi a suprafeei agricole.La nceputul secolului al XX-lea, consumul energetic mondial de crbune reprezenta 90%, nlocuind lemnul care a fost principala resurs energetic, n decursul dezvoltrii istorice a societii umane.

Date recente ale O.N.U., indic o participare a biomasei cu 5% n consumul energetic mondial, (dup alte surse pn la 13%) n special prin folosirea biomasei de ctre populaia rural din rile n curs de dezvoltare (45% din populaia lumii), ca principal resurs energetic. Consumul de biomas n rile din Asia cu o populaie rural numeric ndic valori mari: 65% n Indonezia, 56 % India i 28% n China, n balana energetic din deceniul al noulea (Flavin, Lenssen, 1996). n continuare se va remarca o participare important a biomasei n consumul energetic a unor state din Africa (Zimbabwe cu 40% i Tanzania cu 97%), Brazilia statul cu suprafaa cea mai mare din America de Sud, obine din trestia de zahr etanol (combustibil asemntor benzinei) i ntrebuineaz pentru cerinele energetice ale populaiei rurale, lemnul, avnd o pondere a biomasei n balana energetic de 25 % (tab. nr.12)Din etanolul obinut prin distilarea trestiei de zahr, amestecat cu benzin funcioneaz cca 50% din automobilele Braziliei.n rile dezvoltate consumul de biomas n balana energetic reprezint sub 1 % n Regatul Unit al Marii Britanii i sub 4 % n Statele Unite. Consumul mai ridicat de biomas n balana energetic de 9% n Danemarca, este datorat folosirii paielor, la nclzirea fermelor agricole i a unor mici centrale de termoficare, cenua rezultat fiind ntrebuinat ca ngrmnt pentru terenurile agricole.n Statele Unite s-a obinut n anul 1993, din distilarea porumbului cultivat n renumita Centur a Porumbului, o cantitate de 24,5 milioane de etanol (Flavin, Lenssen, 1996). Pentru a satisface cca 6,1 % din consumul mondial de energie la nivelul anului 1997, ar trebui consumat o cantitate de biomas, echivalent cu 579 milioane tone de petrol (peste 9,72 milioane barili pe zi).

Specialitii n resurse energetice, consider c dintre culturile mai eficiente dect cele agricole tradiionale pentru obinerea de combustibili, sunt ierburile perene (iarba elefanilor). De asemenea culturile de arbori cu cretere rapid ca plopii i slciile, care vor fi recoltai mecanic, la fiecare 3-8 ani, din rdcin urmnd a crete un nou arbore. Se apreciaz c prin aplicarea unor asemenea tehnologii, s-ar putea obine din biomas, cca 50% din necesarul de combustibili ai lumii pn n anul 2005, adic 38,0% din combustibilii lichizi i gazoi i 18,0% din electricitate. Mai problematice sunt sutele de milioane de hectare de teren necesare apreciaz Flavin i Lenssen (1996).Biomasa este o resurs refolosibil dar utilizarea ei n scopuri energetice, la o valoare de 40% din cei 62 TWan/an, de biomas terestr (Hfeh, 1987), este limitat de o serie de factori:- creterea rapid a populaiei globului, va impune cultura ntregii suprafee agricole n scopul obinerii de produse agro-alimentare (n anul 2030, populaia lumii de 8 miliarde locuitori, va solicita hran, echivalent unui consum global de energie de 1TWan/an,- un consum mare de lemn i alte materii prime pentru hrtie (ceea ce ar nsemna 1TWan/an, lemn i deeuri rezultate de cca 2TWan/an, presupuse 10 TWan/an producie asociat pe terenuri cultivate.- pentru obinerea a 6TWan/an combustibili din biomas, conform calculelor fcute de energeticieni, care includ formarea de biogaz din reziduuri biologice animale, folosirea lemnului drept combustibil, a deeurilor din lemn i a culturilor n amestec pentru combustibili, pot determina dezechilibre ecologice datorit:- ocuprii cu monoculturi a unor suprafee uriae de teren agricol- degradarea solurilor situate pe pante prin procese de eroziune, n condiiile exploatrii mecanizate intensive a culturilor n amestec (experiene de culturi agro-forestiere s-au efectuat n Kenya i Nigeria, porumbul fiind cultivat mpreun cu arbori de leucarea)- recoltarea unor cantiti foarte mari de biomas terestr, n condiiile eficienei sczute n obinerea de energie (eficiena conversiei trestiei de zahr sau a celulozei n combustibili este mai mic de 30 %).

Valoarea de 25 TWan/an (40% din 62 TWan/an), de energie global care este calculat de energeticieni, rmne o valoare uria, o mare parte din energia acumulat n biomas, pierzndu-se n procesele de colectare i de conversie, ceea ce nu este luat n calcul, constituie ns elementul de baz i anume posibilitatea de regenerare a biomasei, n condiiile creeri: premizelor degradrii solului i a unor dezechilibre biologice datorate unei asemenea exploatri agresive.Din cercetrile efectuate, rezult c eficiena energiei electrice obinute din biomas este mai mic de 1%, n comparaie cu 10-15 % eficient pentru celulele fotowoltaice i de 15-25 % pentru uzinele solar-termale (Flavin, Lenssen, 1996), de aceea biomasa nu poate reprezinta o resurs viabil n scopul obinerii de energie electric.

Moduri de utilizare a energiei solare.Instalaii de captare i reconversie a energiei solare

Captatorii solari - de tipul tuburilor din aluminiu, cu ajutorul crora, radiaia solar este transformat n energie termic pentru obinerea de ap cald cu ntrebuinri casnice, hoteliere sau industriale. Folosirea captatorilor cu tuburi, depinde de durata orelor de insolaie dintr-un an, fiind eficiente mai ales n zonele cu clim cald.Centralele helioelectrice, care prin aplicarea noilor tehnologii (folosirea unor materiale din tehnica spaial), au devenit mai eficiente, scznd astfel costul electricitii produse.Dintre centralele helioelectrice cu performane tehnologice sunt: a) centralele cu captatori parabolici, avnd dispozitive de urmrire electronic a micrii aparente a Soarelui, cu ajutorul unor farfurii colectoare, care urmresc separat, traiectoria Soarelui. Radiaia focalizat este transformat cu ajutorul unor tuburi speciale prin care circul apa n vapori ce acioneaz turbinele generatoare de electricitate.Un astfel de sistem cu captatori parabolici, cu deplasare pe dou axe, folosete centrala Haperlake din California n deertul Mojave, unde pe 75 hectare sunt sute de captatori solari, care produc energie electric pentru 170 de mii de gospodari.Firma Luz, un important productor israelian, realizatorul centralei din California, a instalat pn n anul 1989, nou centrale helioelectrice cu o capacitate total de 354 MW.b) centrale cu jgheaburi solare, reprezint un proiect aplicat n anul 1979, de A. Goldman, n Israel, unde a construit un sistem de jgheaburi reflectorizante (9 picioare nlime i 40 lungime), care concentrau razele solare asupra unor tuburi umplute cu petrol. Jgheaburile urmresc traiectoria Soarelui focaliznd razele pe tuburile convertoare, care nclzesc apa din rezervoarele speciale, folosit la temperaturi ridicate n industria textil, alimentar etc.

Odat cu scutirea de taxe pentru investiiile de energie curat n California, firma Luz Internaional a trecut la producia de energie electric prin reconversia cldurii solare cu ajutorul jgheburilor solare n energie electric.nbuntirile aduse, n ultimul timp, jgeaburilor pentru a mri radiaia colectat i izolarea cu vid a evilor transportatoare de agent termic a mrit cu 20 % eficiena sistemului. Noul sistem are o capacitate de stocare pentru 8 ore a energiei termice, asigurnd un pre de livrare pentru energia electric de 6 ceni pe kilovat or. Energia electric produs de captatorii parabolici este la un pre de 9 ceni pe KW/h. Utilizarea motoarelor Stirling, amplasate n focar, va ridica eficiena conversiei cu 29 %, prin transformarea direct a cldurii n electricitate.Celulele fotovoltaice (PV), constituie un mijloc tehnic perfomant de transformare a radiaiei solare n energie electric. Realizrile tehnologice n domeniul semiconductorilor din siliciu au condus la obinerea din radiaia solar a energiei electrice (proprietile plcuelor de siliciu ai cror electroni mobili transform instantaneu radiaia solar n energie electric).Noua tehnologie folosit la obinerea energiei electrice a nceput fie aplicat n microcentrale ce alimenteaz gospodrii rurale i localiti izolate. Scderea preului celulelor fotovoltaice la circa 3.5 USD pe watt a condus la achiziionarea dispozitivelor de producere a electricitii, de numeroase ri n curs de dezvoltare.La mijlocul ultimului deceniu al secolului al XX-lea, peste 200 de mii de gospodrii din Mexic, Republica Dominican, Indonezia etc., foloseau pentru iluminarea locuinelor pompe de ap i alte utiliti, dispozitivele cu celule fotovoltaice.Programul iniiat n anul 1990 de Fondul Global pentru Mediul nconjurtor (G.E.F.) i susinut de P.N.U.D, a contribuit la electrificarea a 20 de mii de gospodrii n Kenya i tot attea n Zimbabwe mai ales n zonele izolate i fr alte resurse energetice.

Conversia termic a energiei solareTehnologia de utilizare a cldurii solare, prin diferena de temperatur dintre apa cald de la suprafaa oceanelor, mrilor sau lacurilor i apa din straturile de adncime, poate determina un motor termic s produc energie electric. Apa rece trece peste apa cald, ntr-un schimbtor de cldur (dispozitiv n care evile cu ap cald trec printr-un rezervor cu ap rece). Apa cald se evapor i pune n micare o turbin de abur de joas presiune, pentru a produce energia electric. n acest scop s-au realizat tehnologii n dou variante: iazuri solare i conversia termoelectric oceanic (O.T.E.C).n prima variant, care necesit un lac artificial sau natural cu ap srat, prin tehnologia specialitilor israelieni, s-a obinut generarea a 5 MW, de la o instalaie de electricitate situat pe malurile Mrii Moarte, sisteme de acest tip, dar de dimensiuni mai mici funcioneaz i n Australia i California.Prin proiectul O.T.E.C, apa nclzit puternic la suprafaa oceanului n zonele tropicale i cea de adncime (conducte de 1000 m sunt utilizate pentru aducerea unor cantiti mari de ap rece, prin pompare la suprafa), trecute prin schimbtorul de cldur pun n funciune un motor termic care furnizeaz energie electric non-stop.n insulele Hawai, funcioneaz un prototip al acestui sistem, pentru a desaliniza apa oceanului simultan funcionnd i un generator de electricitate de 210 KW.n regiunile unde exist diferene de temperatur de cel puin 20C, ntre apa de suprafa i apa de adncime, alternativa obinerii de energie, folosind cldura acumulat de ocean, poate fi promitoare, dei marile sisteme O.T.E.C., se confrunt cu unele aspecte de eficien economic. Utilizarea sistemelor este susinut de capacitatea lor de a produce pe lng energie electric i apa desalinizat care poate fi folosit: n eletee apa avnd i un coninut important de elemente nutritive i ap proaspt trecut prin staiile de tratare.

Resurse energetice permanenteEnergia geotermic este determinat de temperaturile nalte degajate n scoara terestr, n urma proceselor de dezintegrare a elementelor cu proprieti radioactive.n scoara terestr temperatura crete cu 1 n medie la 33 m adcime (numit grad geotermic), ncepnd la sud stratul neutru, care n zonele reci coboar, iar cele calde urc spre suprafa (n ara noastr, adncimea stratului neutru este de 25-30 m).n general energia geotermic se manifest n zonele de falii tectonice oceanice sau continentale, unde se produc i fenomenele vulcanice.Manifestarea fenomenelor geotermale (izvoare cu ape fierbini, gheizere etc.), este legat de fenomenele postvulcanice, n funcie de temperatura apei rezult dou tipuri geotermice (Giurcneanu, 1982):- geotermia de mare energie, cnd temperatura apei variaz ntre 150C i 300C i poate fi folosit direct pentru producia de energie electric;- geotermia de joas energie, cnd temperatura apei este n medie de 80-90, care este folosit pentru alimentri cu ap cald, n termoficarea locuinelor, a serelor, n complexe zootehnice.

Utilizarea apei fierbini din gheizere, n condiii avantajoase n Islanda, (situat pe dorsala Atlantic), asigur nclzirea a peste 90 % din locuinele capitalei Reykjavik, a unei suprafee de sere pe cca 2 km2 etc. n Ungaria apele termale din Cmpia Tisei folosea nclzirea serelor i a unor complexe de cretere a animalelor.n Romnia, principala zon de exploatare a apelor termale n vederea termoficrii se gsete n Cmpia de Vest, de-a lungul faliilor din fundamentul marginal carpatic. Apele termale din sectorul Oradea-Bor, interceptate n structuri geologice triasice la cca 2000 m adncime, au temperaturi ntre 87C-130C, fiind arteziene cu debite de pn la 800 m3/zi (Bandabur i colab., 1984).n oraele Oradea i Salonta, apa termal este folosit la nclzirea locuinelor i serelor pentru legumicultur. n zona Bile Felix, n calcare puternic fisurate, izvoarele termale i forajele efectuate pn la 200 m adncime asigur debite de cc 17 000 m3/zi, cu temperatur a apei de 29C pn la 49,5C.Centralele geotermice, valorific energia din zone geotermice cu gradient ridicat, cum sunt:- zona cu vulcanism activ denumit i Cercul de Foc al Pacificului, cer care dispune de 60 % din potenialul energetic geotermic al Terrei;- zona de vest a Americii de Nord (mai ales n Peninsula California);- zona Oceanului Atlantic - Dorsala Atlantica pe care este situat Insula Islanda;- zona din Estul Africii i insulele ce mrginesc Oceanul Indian;- sudul Europei - Peninsula Italic.

n Toscana, provincie din nordul Italiei, a fost construit n anul 1904, o important central geotermic, Larderello, cu o putere instalat de 400 MW.n anii 90 utilizarea cmpurilor geotermice din regiunea Latium i provincia Monte Amiat au crescut puterea instalat n centrale geotermice, la 510 MW.n zona Oceanului Pacific funcioneaz numeroase centrale geotermice:- n Noua Zeeland, n apropierea vulcanului Waikerei, funcioneaz o central cu acelai nume, construit n anii 60, cu o putere instalat de 192 MW.- n arhipelagul Hawai, n apropierea vulcanului Kileauea funcioneaz o central geotermic;- o serie de centrale funcioneaz n Insulele Filipine i n Japonia, ri cu importante resurse geotermale.n anul 1995, puterea instalat n centralele geotermice pe Glob era de cca 7000 MW, din care Statele Unite deineau 3150 MW, adic 45% din totalul puterii instalate (California dispune de 500 MW, putere instalat n centrale geotermice).rile din zona Pacificului i zona adiacent, dispuneau n 1995 de 2100 MW, adic 30% din puterea instalat n centralele geotermice pe Glob din care Filipine 15.0%, Japonia 6,0%, urmat de Noua Zeeland i Indonezia cu cte 4,5 % fiecare.n C.S.I. funcioneaz o serie de centrale geotermice n Penisula Kamceatka.Dintre rile cu o pondere important n valorificarea resurselor geotermice sunt: Mexicul cu 12,0% (840 MW), Italia cu 7,2 % din puterea instalat n centrale geotermice pe Glob. rile din America central beneficiaz de un potenial ridicat al resurselor geotermice, astfel c Salvadorul i Nicaragua obin 30% din energia electric n centrale geotermice.Criza energetic din anii 70 a readus n actualitate resursele geotermice, ceea ce a modernizat tehnologia de extracie (prin foraje la mare adncime) i de dedurizare a apelor termale care au n general o mineralizare ridicat ce afecteaz instalaiile de exploatare i transport la beneficiari.Performanele tehnice vor asigura pentru zonele cu potenial energetic geotermic, o surs important n obinerea de energie electric, care va reduce folosirea combustibililor fosili. De asemenea, n rile n curs de dezvoltare, cu resurse geotermice post beneficia de o reducere a costului polurii cu gaze nocive (n special CO2) i pulberi.Un exemplu l reprezint Kenya, care a construit o central geotermal la 80 km nord de Nairobi, unde apele geotermale cu temperaturi ridicate, asigur o reducere a costului energiei electrice cu 40 % n raport cu centralele pe combustibili fosili, fr a lua n considerare gradul de protecie a mediului.

Energia mareelorValorificarea energiei mareelor, se poate realiza n condiiile avantajoase n zonele de rm cu golfuri nguste sau estuare, unde amplitudinea medie a fluxului depeste 4-5 m. Criza energetic a anilor 70, a determinat o preocupare deosebit pentru multe ri cu rmuri favorabile captrii mareelor pentru reconstituirea de centrale mareomotrice.Energia fluxului i refluxului, care se manifest n general de dou ori n 24 de ore, n raport de condiiile de producere dateaz de cteva secole. n rile vest europene pe litoralul francez sau engleze la Oceanul Atlantic, au funcionat mori de mcinat cereale de cteva secole.Primul proiect al unei centrale mareomotrice cu funcionare continu, s-a realizat n Frana, centrala la Rance (Marea Mnecii), cu o putere instalat de 240 MW. n scopul obinerii energiei necesare a fost construit un baraj cu lungimea de 750 m care nchide estuarul fluviului Rance i asigur o acumulare de ap.n Europa, rmuri cu condiii favorabile folosirii energiei mareelor sunt: de-a lungul rmului francez unde marea are o amplitudine medie de 13,5 m (La Rance) rmul vestic al Irlandei i Angliei, rmurile scandinavice, rmul Mrii Albe i al Peninsulei Kola, unde aplitudinile mareelor depesc 5 m.n America de Nord, pe rmul estic, n golful Baya, Fundy, unde amplitudinea este de 19m, pe rmurile de nord-vest, n Peninsula Alaska, unde marea depete 7 m, reprezint principalele zone unde au fost amplasate centrale mareomotrice (tabel nr.13).Centralele mareomotrice canadiene din golful Baya Fundy, totalizeaz o putere iniial de 11 185 MW.rmul estic al Americii de Sud, are condiii favorabile pentru captarea mareelor care produc curgerea invers a marelui fluviu Amazon pe cteva sute de kilometri, fenomenul denumit prororoca.n partea sud-estic pe rmul argentinian, n estuarul fluviului Rio Gallegos, a fost construit o central mareomotric cu o putere instalat de 690 MW.n continentul Asia, rmul estic, cu golfuri nguste al Coreii de Sud, a fost valorificat pentru obinerea de energie mareomotric, de asemenea China care are condiii avantajoase prin rmul de la Marea Chinei de Est i Marea Galben (Golful Bohai) este nc la nceputul valorificrii energiei mareelor. India o ar n cutarea rezolvrii problemelor energetice a instalat o puternic central mareomotric de 3900 MW n partea de nord-vest la Golful Cambay.

Resurse energetice de lung durat-derivateEnergia eolianEnergia eolian reprezint o derivat a energiei solare rezultat ca urmare a diferenei de potenial termic i baric din troposfer.Curentul de aer ce se formeaz dintr-o zon de maxim baric (centru de presiune atmosferic ridicat) spre o zon de minim baric (centru de presiune atmosferic sczut), are tendin s echilibreze diferena existent i n felul acesta ia natere un vnt cu o anumit intensitate (sau vitez care se exprim n m/s). Celelalte caracteristici importante ale vntului sunt: durata (msurat n ore, zile etc.) i direcia vntului, n raport de punctele cardinale.n studiul potenialului eolian, intereseaz n special viteza vntului care exprimat cu ajutorul scrii Beaufort, poate fi mic ntre 1,8-5,2 m/s (considerat neproductiv), ntre 5,3-7,4 m/s o vitez moderat, dac este cuprins ntre 7,5-9,8 m/s, intensitatea vntului este tare, iar ntre 9,9 -12,4 m/s se consider c vntul are o intensitate puternic (van Meel, Smulder, 1994).Vnturile situate ntre treapta a 7-a i a 9-a, adic avnd viteze ntre 12,5-21,5 m/s, de o intensitate foarte puternic i extrem de puternic, sunt considerate productive pentru energia eolian.Vnturile care depesc 21,6 m/s se nscriu n categoria celor violente, iar de la 29m/s se declaneaz ceea ce numim vnt foarte violent (uragan, taifun, etc.)De asemenea, durata vntului, este o caracteristic important n aprecierea potenialului eolian dintr-o anumit zon geografic.n raport de potenialul optim se disting zone geografice cu potenial deosebit de mare de utilizarea energiei eoliene, care se situeaz n emisfera nordic a Terrei: - nordul i vestul Americii de Nord i America de Sud; - zona trmului estic al Groenlandei; - vestul i nordul Europei;- nord-vestul i sudul Africii; - zona de rm nordic i estic a Asiei; - zona de rm a Australiei.

n categoria zonelor geografice cu potenial eolian mare sunt cuprinse:- zona central a Statelor Unite i Canadei;- zona central-nordic a Europei;- zona Mrii Mediterane;- zona nordic, de est i sud a Asiei;- zona de vest i est a Africii;Zonele geografice cu un potenial eolian mic, sunt zona central-estic european i Orientul Apropiat, iar un potenial foarte mic n zonele centrale ale Africii, Americii de Sud i Australiei.Potenialul eolian este favorizat att de zonele de rm ct i de zonele nalte, astfel, zonele montane vestice: Munii Pirinei, Alpii Scandinaviei, munii din nord-vestul Africii (m-ii Atlas), Cordiliera american etc.

Repartiia pe Glob a energiei eoliene

Pe Glob, energia eolian (sau potenialul eolian) este diferit n funcie de latitudine i alttitudine.O analiz a zonelor climatice, conduce la diferenierea potenialului eolian astfel:- zona ecuatorial, care nu dispune de potenial eolian, ntruct micarea aerului cald este ascensional, de aceea este denumit i zona calmelor ecuatoriale;- zonele tropicale, unde vnturile prezint intensiti puternice (depind 9,8 m/s) dar i valori ale vitezei ce depesc 21,6 m/s, ceea ce le nscrie la categoria vnturilor violente sau foarte violente;- zonele de clim temperat i rece sunt caracterizate prin vnturi care pot avea viteze moderate 5.3-7,4 m/s, dar i vnturi cu viteze cuprinse ntre 12,5-21,5 m/s, considerate de o intensitate foarte puternic i extrem de puternic. Manifestarea vnturilor din aceste zone climatice este n general continu (mai ales n zonele litorale) ceea ce le confer o mare favorabilitate n exploatarea energiei eoliene.Valorificarea potenialului eolian la parametrii tehnici, optimi, pentru a produce energia electric, dup calculele specialitilor necesit un vnt cu o vitez de 7,5 m/s i o durat relativ continu n timpul unui an.

Valorificarea energiei eoliene pe GlobEnergia eolian a pus n micare mii de mori de vnt, ncepnd din secolul al XII-lea, n Danemarca, Olanda i n multe state din Europa, unde condiiile de utilizare a forei vntului este favorabil.Din deceniul al aptelea al secolului al XX-lea, Europa dependent de petrol a resimit intens creterea preului petrolului, ceea ce a declanat aa numit criza energetic, care a readus n atenie alte resurse energetice printre care energia eolian.State europene ca Danemarca, Germania, Olanda, Spania etc. au trecut la elaborarea unor programe pentru energiile nepoluante i construcia de instalaii eoliene ncepnd cu deceniul al 8-lea cnd au intrat n funcie primele turbine eoliene.Din anii80, solicitrile energetice conduc la intensificarea cercetrilor n Statele Unite pentru indentificarea zonelor cu potenial eolian, astfel c n munii de coast ai Californiei sunt precizate o serie de amplasamente n trectori, la Altmont Pass, lng San Francisco, n Munii Tehachapi, la nord de Los Angeles i n San Georgio Pass, lng Palm Springs. n Statele Unite au fost construite la nceput centralele eoliene de puteri mici: Ruth Land, 1,2 Mw i Grandpes Know, 1.2 Mw .

n Europa Germania se nscrie, ntre primele ri care au intalat centrale eoliene de mare putere, Brusbtel (3MW) n anul 1981.n 1994, n landul Schleswing-Holstein, deinea 500 de centrale eoliene cu putere instalat de 100 MW ceea ce reprezint 10 % din puterea instalat n centrale eoliene din Europa.Germania a pus n funciune nc din 1978 parcul eolian de la Westkste (landul Schleswing-Holstein), iar n 1984 altul la Jade n apropriere de Wilhelmshamen, pe litoralul Mrii Nordului (Negiesen Wlosacom, 1998).Primele centrale eoline construite n Europa, sunt cele din fosta URSS n Crimea (Al-Petri, Alkmolinsk-12 MW), Danemarca (Trind, 2MW; Gjedser, 02 MW), Marea Britanie (Costa Head, 01 MW; St. Albaus, 01MW; Caernavorn, 01MW), Frana (Nogent le Roy, 06MW; Cherbourg, 013 MW), Olanda i Spania. (Maria Chiu i alii 1983).Cea mai mare central eolian din Europa funcioneaz din 1996, n Marea Britanie (ara Galilor, la Carno, cu o putere instalat de 33MW. Iar pe rmul de nord vest al Franei, au intrat n funciune din 1997, 6 centrale eoliene (Nord - Pas de Callais), urmrind ca pn n 2005 s funcioneze peste 1000 de centrale eoliene (Negoescu, Vlsceanu 1998).Modul de instalare a turbinelor eoliene difer ntre Statele Unite, unde unitile energetice eoliene, reprezint grupuri de 20-100 turbine, numite ferme eoliene i rile europene ca Danemarca i Germania care au cteva turbine n cadrul fiecrei uniti rurale.

ntre anii 1985 i 1995, capacitatea electro eolian a crescut de 3 ori, de la 1500 Mw la 6000 Mw (fig.8).n 1995, puterea centralelor eoliene era de 4880 MW din care n S.U.A. instalaii eoliene cu o putere de 1650 MW (Flavia, 1996).rile europene deineau n 1995, 2500 MW n instalaii eoliene, din care Germania (locul II n lume) cu cca 1130 MW i Danemarca cu 610 MW (locul III n lume).India dispunea n 1995 de 580 MW n instalaii eoliene (locul IV).Prin modernizrile aduse instalaiilor eoliene, puterea eolian este competitiv n prezent cu electricitatea generat de combustibilii fosili. Ritmul mediu anual de cretere a consumului de energie eolian n perioada 1990-1997 a fost de 25,7 %, iar producia a crescut de la 1500 MW la 7500 MW.Unele probleme apar n relaie cu protecia mediului printre care protecia anumitor specii de psri rare, astfel n vestul Stalor Unite, se pune problema ocrotirii vulturului auriu, pe care fermele eoliene l-au determinat s prseasc zonele de cuibrit.De asemenea, n condiiile instalrii de ferme eoliene se ocup suprafae importante de teren agricol care ns poate fi folosit ca pune n zone montane sau poate fi cultivat n alte zone deoarece fiecare turbin nu ocup o suprafa de teren mare, iar producia de energie electric obinut compenseaz eficient suprafaa scoas din circuitul agricol.Instalarea turbinelor eoliene n inuturi cu potenial eolian deosebit de mare, din nordul continentului America dar slab populate va fi flexibil ntruct proiectul de transport al energiei electrice indic datorit eficienei n obinerea energiei un pre sczut de utilizare pe KWH, n aport cu energia electric obinut din combustibili fosili.

Energia valurilor i curenilor oceaniciValurile furnizoare de energie dinamic, sunt rezultatul unui transfer al energiei vntului asupra zonei superficiale a oceanelor i mrilor.Valurile formate n zonele de larg ale oceanelor i mrilor, i pierd intensitatea pe msura deplasrii din arealul afectat de vnt, transformndu-se ntr-o slab micare ondulatorie (valuri de hul). n zonele litorale, micarea ondulatorie provocat de valurile de rm (brizante) este uneori slab, dar sunt perioade n care fora valurilor este mare.Utilizarea valurilor din zona de rm, trebuie s aib n vedere convertirea energiei de mare eficien a valurilor de cca 3m i frecvena valurilor din punctul de amplasare a instalaiei de conversie a energiei valurilor. De asemenea o problem dificil o reprezint apariia la anumite perioade a unor valuri mari (peste 10m) la care instalaiile trebuie s reziste. Proiectele pentru creterea energiei valurilor din zonele de rm ale Marii Britanii estimate la o energie de 8-9 GM, se confrunt cu probleme de eficien tehnic n condiii de rentabilitate economic (Hosfele, 1987).Japonia este prima ar care a instalat o central acionat de valuri, n 1978, avnd 3 turbine de cte 125 KW fiecare. n China, o central de acest fel a fost constuit pe litoralul Mrii Chinei de Est n provincia Zhejaing (Giurcneanu, 1982).

Cercetrile efectuate asupra potenialului energetic brut al valurilor Mrii Negre, pe litoralul romnesc precizeaz urmtoarele caracteristici ale puterii i energiei totale a valurilor (Boudon, 1984):- n zona de coast cuprins ntre adncimile de 5 i 15 m, valurile dispun de un potenial energetic brut anual de cca 27 300 khW/m, pentru o putere maxim de 83 kw/m,- cea mai mare cantitate (70%) din energia brut a valurilor este dat de cmpurile de valuri cu nlimi maxime cuprinse ntre 0,5 i 3,5 m pentru o putere maxim de 15kW/m. Durata anual a acestor valuri este de cca 150 zile. n condiiile amenajrilor litoralului romnesc la Marea Neagr cu instalaii pentru captarea energiei valurilor, se consider c s-ar putea obine o energie brut de 5 miliarde Kkh, ceea ce ar reprezenta 15 %, din potenialul hidroenergetic amenajabil al Romniei, considerndu-se potenialul hidroenergetic brut al tuturor rurilor este de cca 50 miliarde kwh/an din care amenajabil numai 36 miliarde de kwh/an.Curenii oceanici, au o energie cinetic de 0,2 TWan/an, care este consumat pentru modelarea climei terestre.Au fost lansate proiecte de folosire a apelor curentului Golfstrm de ctre Statele Unite i Norvegia i de ctre Spania pentru curenii Oceanului atlantic i Mrii Mediterane prin construirea unui baraj n Strmtoarea Gilbraltar (Giurcneanu, 1982).