Energia regenerabilă și cea fosilă: comparație pe înțeles

Energia regenerabilă provine din surse care se refac natural într-un timp scurt la scară umană: Soarele, vântul, apa care curge, căldura din sol și biomasa gestionată durabil. Energia fosilă provine din cărbune, petrol și gaze naturale, formate în milioane de ani din resturi de organisme și arse într-un ritm mult mai rapid decât s-ar putea reface. Diferența de fond pentru climă este simplă: arderea combustibililor fosili eliberează CO2 care stătea închis în subteran de milioane de ani.

Comparația corectă nu se oprește însă aici. Contează și cât de constant produce fiecare sursă, cât costă rețeaua și stocarea, ce poluanți ajung în aer, ce materiale sunt necesare și ce teren ocupă. Ghidul de mai jos pune aceste criterii unul lângă altul, fără entuziasm de reclamă și fără alarmism.

Ce intră în fiecare categorie

Sursele de energie se împart în regenerabile, fosile și nucleare, iar energia nucleară este o categorie separată: nu este regenerabilă, dar are emisii foarte mici de gaze cu efect de seră.

Aceeași logică se aplică și căldurii pentru locuințe: o centrală pe gaz arde un combustibil fosil, în timp ce o pompă de căldură extrage energie din aer sau din sol și folosește electricitate, după cum explică Pompa de căldură: cum funcționează și ce tipuri există.

Emisiile pe ciclu de viață

Comparația corectă a emisiilor se face pe tot ciclul de viață: extracția materialelor, fabricarea, construcția, funcționarea, întreținerea și dezafectarea. Și panourile solare sau turbinele eoliene au emisii, dar acestea apar mai ales la fabricare și sunt mult mai mici decât cele ale arderii continue a unui combustibil.

Valorile mediane folosite în evaluările IPCC arată ordinul de mărime:

Diferența dintre cărbune și eolian este, așadar, de aproape 75 de ori. Valorile reale variază după tehnologie și loc, dar ordinea rămâne aceeași în toate studiile serioase. La gaze trebuie adăugate și scurgerile de metan din extracție și transport, care pot crește semnificativ impactul real; de ce metanul contează atât de mult afli în Efectul de seră: cum funcționează, pe înțelesul tuturor.

Important: Un panou fotovoltaic „își recuperează” energia consumată la fabricare, în climatul european, de regulă în 1–3 ani, iar durata lui de funcționare este de ordinul a 25–30 de ani.

Disponibilitatea: când produce fiecare sursă

Principalul avantaj al surselor fosile este că pot produce la cerere, iar principala limită a soarelui și vântului este variabilitatea. O centrală pe gaz poate porni când consumul crește seara; un parc fotovoltaic nu produce noaptea, iar turbinele eoliene stau când nu bate vântul.

Factorul de capacitate

Factorul de capacitate arată cât produce o instalație într-un an, comparat cu cât ar produce dacă ar funcționa non-stop la putere maximă. Valorile orientative de mai jos depind mult de zonă și de tehnologie.

Factorul de capacitate mic nu înseamnă că sursa e „proastă”, ci că, pentru aceeași energie anuală, ai nevoie de mai multă putere instalată și de un sistem care să acopere orele fără producție. Pentru sistemele de acasă, cât produc panourile în funcție de orientare e explicat în Orientarea și înclinarea panourilor: efectul asupra producției.

Rețeaua și stocarea: cum se acoperă golurile

Un sistem bazat mult pe surse regenerabile funcționează doar dacă rețeaua poate echilibra în fiecare secundă producția cu consumul. Pentru asta există mai multe instrumente, care se completează:

1. diversificarea surselor: vântul bate adesea când soarele lipsește, de exemplu iarna și noaptea;
2. hidrocentralele cu acumulare, care pot porni rapid și pot „stoca” apă pentru orele de vârf;
3. bateriile la scară mare, potrivite pentru echilibrare pe ore;
4. interconectarea cu rețelele țărilor vecine;
5. flexibilitatea consumului: aparate care pornesc când e energie multă, de exemplu încălzirea apei la prânz;
6. centralele controlabile cu emisii reduse, pentru perioadele lungi fără vânt și soare.

La nivel de casă, aceeași logică stă la baza bateriilor de acasă și a consumului mutat în orele însorite; detalii în Bateriile de stocare a energiei: când au sens acasă.

Poluarea aerului și sănătatea

Pe lângă CO2, arderea combustibililor fosili eliberează poluanți care afectează direct sănătatea oamenilor din apropiere. Aceasta este o diferență adesea trecută cu vederea în discuțiile despre climă.

• cărbunele emite dioxid de sulf, oxizi de azot, particule fine, mercur și generează cenușă care trebuie depozitată;
• gazele naturale ard mult mai curat decât cărbunele, dar emit oxizi de azot;
• biomasa arsă în sobe și centrale vechi este o sursă importantă de particule fine iarna, mai ales în localitățile mici;
• sursele solară, eoliană și hidro nu emit poluanți ai aerului în timpul funcționării.

Calitatea aerului din România este monitorizată prin Rețeaua Națională de Monitorizare a Calității Aerului, ale cărei date sunt publice.

Resurse, terenuri și materiale

Nicio sursă de energie nu este lipsită de impact, iar sursele regenerabile au și ele dezavantaje reale care trebuie gestionate. Comparația onestă le include.

Ce consumă sursele regenerabile

• materiale: cupru, aluminiu, siliciu, oțel, iar pentru baterii litiu, nichel sau cobalt, care se extrag din mine;
• teren: parcurile solare și eoliene ocupă suprafețe mari, deși terenul dintre turbine poate fi cultivat, iar panourile pot fi montate pe acoperișuri;
• impact asupra naturii: hidrocentralele schimbă cursul râurilor, iar turbinele trebuie amplasate departe de culoarele de migrație ale păsărilor;
• reciclare: panourile și bateriile ajunse la final de viață intră în circuitul deșeurilor electrice, explicat în Deșeurile electrice (DEEE): unde predai aparatele vechi.

Ce consumă sursele fosile

• combustibil continuu: o centrală pe cărbune arde milioane de tone de-a lungul vieții;
• minerit: carierele de lignit transformă radical peisajul;
• apă: centralele termice folosesc mari cantități de apă pentru răcire;
• riscuri de mediu: scurgeri de petrol, emisii de metan, depozite de cenușă.

Diferența de fond: o sursă regenerabilă consumă materiale o singură dată, la construcție, iar materialele pot fi în mare parte recuperate; o centrală fosilă consumă combustibil care dispare definitiv prin ardere.

Costurile și securitatea energetică

Comparația costurilor se schimbă de la un an la altul, de aceea nu are sens să fixăm cifre. Merită însă înțeleasă structura lor, care diferă fundamental între cele două categorii.

• sursele regenerabile au costuri mari la început, pentru echipamente și montaj, dar costuri foarte mici de funcționare, pentru că soarele și vântul sunt gratuite;
• sursele fosile au costuri de construcție mai mici, dar plătesc combustibil tot timpul, iar prețul lui depinde de piețele internaționale și de situații geopolitice;
• costul sistemului include și rețeaua, stocarea și echilibrarea, care cresc odată cu ponderea surselor variabile.

Securitatea energetică este un argument adesea uitat: o țară care produce energie din soare, vânt și apă proprii depinde mai puțin de importurile de combustibili.

Mixul energetic al României pe scurt

România are unul dintre mixurile de electricitate mai diversificate din Europa, cu o pondere importantă a surselor cu emisii reduse. Componentele principale sunt:

• hidroenergia, produsă pe Dunăre și pe râurile interioare, cu producție mai mare în anii ploioși;
• energia nucleară, de la centrala de la Cernavodă, care funcționează aproape continuu;
• energia eoliană, concentrată mai ales în Dobrogea și în estul țării;
• energia solară, în creștere, atât în parcuri, cât și pe acoperișurile prosumatorilor;
• cărbunele, mai ales lignitul din Oltenia, cu o pondere în scădere;
• gazele naturale, folosite atât pentru electricitate, cât și, în mare măsură, pentru încălzire.

Sfat: Transelectrica, operatorul rețelei de transport, publică în timp real producția pe fiecare tip de sursă. E un mod simplu de a vedea cum se schimbă mixul de la zi la noapte sau de la vară la iarnă.

Pentru gospodării, cel mai mare consum fosil rămâne adesea încălzirea cu gaze, nu electricitatea. Contextul climatic al acestor alegeri este explicat în Schimbările climatice explicate: cauze, efecte și soluții.

Ce înseamnă pentru gospodăria ta

O casă poate trece treptat de la energie fosilă la regenerabilă, cu pași care se completează. Ordinea logică:

1. reduci consumul de energie, prin izolație și reglaje, cum arată Eficiența energetică acasă: ghid complet pe înțelesul tuturor;
2. înlocuiești arderea directă a gazelor sau lemnelor cu o pompă de căldură, acolo unde clădirea permite;
3. îți produci o parte din electricitate cu panouri fotovoltaice, devenind prosumator; vezi Panourile fotovoltaice pentru casă: ghid complet pe înțeles;
4. muți consumurile mari, cum ar fi mașina de spălat sau încălzirea apei, în orele cu soare;
5. verifici oferta furnizorului: unele oferte de energie „verde” sunt acoperite prin garanții de origine, documente care atestă că o cantitate echivalentă a fost produsă din surse regenerabile.

Pe scurt, diferențele esențiale

Sursele regenerabile au emisii pe ciclu de viață de zeci de ori mai mici decât cele fosile și nu poluează aerul în funcționare, dar produc variabil și au nevoie de o rețea flexibilă, de stocare și de materiale extrase din mine. Sursele fosile sunt controlabile și încă importante pentru echilibrarea sistemului, dar emit CO2 și poluanți și depind de un combustibil care se consumă definitiv. Tranziția nu înseamnă înlocuirea peste noapte, ci schimbarea treptată a ponderilor.

Reține:

• cărbunele are emisii de circa 820 g CO2e/kWh, eolianul de circa 11;
• nucleara nu este regenerabilă, dar are emisii foarte mici;
• variabilitatea se acoperă prin diversificare, hidro, baterii și interconectare;
• costurile regenerabile sunt mai ales la investiție, cele fosile la combustibil;
• acasă, primul pas este reducerea consumului, apoi schimbarea sursei.