workshop geodh bucuresti – 16 aprilie...

Workshop GeoDH Bucuresti – 16 aprilie 2013

APLICATII GEOTERMALE PENTRU ÎNCĂLZIRIE SI RACIRE CENTRALIZATA

Prof.univ.dr.ing. Robert GAVRILIUC– Președinte SRGDrd.ing. Răzvan ZEGHICI – Membru SRG


Situația actuală a sistemelor centralizate din RomâniaSursele de energie utilizateIndicatori de performanță

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

ASP

ECTE

TEO

RET

ICE

ASP

ECTE

PR

ACTI

CE


Situația actuală a sistemelor centralizate din România

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 10.000 apartamente racordate.

Energia livrată pentru cele 25 localități reprezintă 93% din totalul produs în sistem centralizat în România.

Procentul apartamentelor racordate într-o localitate nu depășește 76% din intregul efectiv.

PT Contor ConsumSACET

Legea 325/2006 privind serviciul public de alimentare cu energie termică SACET=

Numărul localităților racordate la SACET

4.5 Mld. Lei/anpt. en.el+term. în sist. centralizat (ANRE, 2012)

*Preluat parțial după ANRSC 2011, “Starea serviciului de alimentare cu energie termica”



Situația numărului de aparamente racordate la SACETÎn anul 2011, împărțită pe euroregiuni (1.488.454 ap.)

Ponderea combustibililor utilizati in sistemele de cogenerare (SACET) la nivelul anului 2008

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”

*Preluat după teza doctorat, Pavel Alexandru Cosmin, “Efectele dimensionarii centralelor de cogenerare asupra eficiențelor

tehnice, economice și a reducerii polurării mediului”



Nr.crt Țara

Consum mediu anual[MWh/ap]

Preț mediu al căldurii

[euro/MWh]

Factura anuală pentru căldură

[euro/ap]

1 Bulgaria 6.71 50.55 339

2 Estonia 10 74.33 743

3 Germania 11 78 858

4 Letonia 10 53.63 536

5 Lituania 9 75.3 678

6 Polonia 6.9 43.76 302

7 Republica Ceha 8.61 77.01 663

8 Romania 8.14 60.88 496

9 Slovacia 11.8 70.34 830

10 Ungaria 10.8 67.54 729

*Preluat după FOREN 2012, Energy Efficient Solutions

Costul mediu anual pentru încălzire în sistem centralizat în 10 orașe europene

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

*Preluat după ANRSC 2011, “Starea serviciului de alimentare cu energie termica”


ASPECTE TEORETICE

Implementarea RES în sistemele centralizate


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

Încălzire centralizată

Sistem

tehnic

Preluat după Geothermal Education Office

Sistemele centralizate cu sursă geotermală:

a) De suprafață (“shallow geothermal”, pânăla 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

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 200-500 metri)


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

Care este influența parametrilor climatici?

Nivelul maxim de consum energetic este fixat lanivel 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 aplicațiilede 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.


La ce ne este de folos pompa de căldură?


Sursa geotermală

Pompa de circulație

Ciclu de încălzire

Pompa de circulație

Pompă de căldură

10˚C-40˚C

35˚C-55˚C

Tipuri de surse: Tipuri de consumatori:Sistem deschis

Sistem inchis

Sistem inchis

Radiator

Ventiloconvector

Suprafete radiante


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 Energy in Romania”, M.Rosca și al.2010


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.


Nivel maxim reglementat al consumului de energie finală specific pentru încălzire la clădiride locuit = 100kWh/m2an.

Cât de bine izolate ar trebui să fie clădirile?

Clă

dire

Sist

. teh

nic

Reducerea consumului energetic prin izolarea termică a clădirilor este corelat cu scăderea capacității de producție în sistemul tehnic.

Se propune o subclasă de energie pentruclădiri de locuit eficiente (nNZEB) unde consumul en.total specific (Î+AC+ACM+V)<60kWh/m2an.

Aportul RES în clădiri se calculează conform Anexa 7 RESD și decizia CE/01.03.2013.

L372/2005

2010/31/EC

Certificare energetică

200

100

36

60

30



ASPECTE PRACTICE

Surs



Surs

Care sunt cele mai mari aplicații geotermale din Europa?

Centrala termică Hellisheiði din Hengill, Islanda.-deep geothermal DH-funcțională din Oct.2011-400 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-1080 BHE la 125 m


Surs

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.

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 căldurăcu 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, funcționareaîn 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.


Surs

Cât durează implementarea unui proiect < 1MWth?

Temă de proiect beneficiar

Stabilirea sistemului tehnic

(beneficiar+consultant en.)

Studiu de fezabilitate

---------- 30 ÷ 90 zile ----------

Evaluare proiect

Acordare finanțare

---------- 30 ÷ 90 zile ----------

Proiectare

Implementare

Recepție

--------- 60 ÷ 300 zile ---------

Monitorizare

Optimizare

------------- 365 zile -------------

Estimare optimistă 120 zile + 365 zile

Estimare pesimistă 480 zile + 365 zile

Surs


Surs

Cât costă o centrală RES și care sunt componentele principale?

Sistemele de suprafață (shallow) costă între

0.65-3.0 Mil.Euro/MWth la regim nominal*

-Borehole heat exchangers BHE sau

-Serpentine orizontale sau

-Serpentine elicoidale sau

-Foraje de extracție & restituție

-Pompe de căldură

-Automatizare

Sistemele de adâncime (deep) costă între

1.5 – 2.2 Mil.Euro/MWth la regim nominal*

-Foraje de extracție & restituție

-Schimbător de căldură

-Sistem de tratare chimică a apei

-Automatizare

-Pompe de căldură (eventual)

* 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.


Surs

Este “suficient” de performant un sistem geotermal?

Reduce consumul de energie primară cu

peste 50%

Reduce emisiile de CO2 cu 70-75 %

Reduce de 3-4 ori cheltuielile de exploatare

Reprezintă un element cheie în Directivele UE

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

(GeoFunds).

Sistemul GeoDH:

Costurile de investiție sunt defalcate pe durata de utilizare

Energia termică produsă în termoficare nu este subventionată

Evoluția neuniformă a costurilor la microCT este influențata de

VTP

Costuri anuale de încălzire pentru un apartament conventional (50mp) cu un consum energetic de 8.14 MWh/an



Surs

CONCLUZIISistemele 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.

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 calculla 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 CO2 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.

Proiectele GeoDH sunt incluse în programele de finanțare cu fonduri nerambursabile.


Vă mulțumim!Vizitați geodh.eu !

ContactSOCIETATEA ROMANA GEOEXCHANGE

Str. Petrache Poenaru, nr. 30Bucuresti 051793, sector 5, ROMANIA

Tel. +40-21-424-7480 , Fax: +40-21-211-0890E-mail: [email protected]

Energy Globe Award 200“ROMANIA – a Clean Country

for a Clean EUROPE”

workshop geodh bucuresti – 16 aprilie...

Documents