Integrarea tehnologiei de metanizare în rețelele electrice regenerabile inteligente
Dana-Alexandra CIUPAGEANU, Gheorghe LAZAROIU, Lucian MIHAESCU
În contextul reducerii emisiilor de dioxid de carbon, sistemele energetice hibride, care includ atât centrale electrice clasice cât și bazate pe surse regenerabile, necesită tehnologii suplimentare pentru a atinge obiectivele de depoluare. Conceptul de conversie energie-metan câștigă multă popularitate, permițând atât utilizarea dioxidului de carbon, cât și gestionarea surplusului de energie regenerabilă pe termen lung. Articolul investighează potențialul tehnologiilor de conversie a energiei în metan de a contribui la augmentarea penetrării energiei regenerabile și la o alimentare mai fiabilă cu sarcină. În plus, tendințele ponderii energiei din surse regenerabile în fiecare sector sunt prezentate și discutate, în perspectiva integrării transsectoriale.
În direcția reducerii emisiilor de dioxid de carbon (CO2), utilizarea surselor de energie nefosile s-a dezvoltat rapid în ultimele decenii. Astfel, penetrarea ridicată a surselor regenerabile de energie (SRE) urmează o tendință ascendentă în sistemele energetice din întreaga lume. Cu toate acestea, este bine cunoscut faptul că variabilitatea teritorială a SRE și intermitența temporală ridică mai multe probleme de integrare la nivel de sistem. Prin urmare, integrarea SRE pe scară largă trebuie să facă față acestor probleme, iar provocărilor legate de dezechilibre și atenuarea variabilității trebuie să se răspundă începând cu etapa de proiectare.
Combinarea diferitelor caracteristici ale producției din SRE în sistemele energetice hibride poate duce la o variabilitate globală redusă datorită complementarității acestora. În plus, includerea unor surse de energie complet controlabile, cum ar fi generatoarele diesel, în dezvoltarea arhitecturilor inteligente bazate pe SRE, transfigurează dezavantajul alimentării intermitente variabile într-una mai economică și mai fiabilă.
În contextul cuplării sistemelor de stocare a energiei (cu capacități de stocare diferite și caracteristici diverse de răspuns în timp), a generării clasice, a integrării transsectoriale a energiei din SRE și a integrării transsectoriale, fluxul de informații trebuie integrat ca o componentă esențială în buna funcționare a noilor rețele inteligente. Strategiile de control adecvate și funcționarea eficientă a tuturor componentelor trebuie consolidate prin infrastructuri adecvate de transmitere a datelor.
O soluție care răspunde atât reducerii emisiilor de CO2, cât și dezechilibrelor legate de producția variabilă de SRE este reprezentată de tehnologiile Power-to-Gas (PtG, în traducere energie electrică în gaz). Excesul de putere de la centralele SRE este utilizat în procesul de electroliză pentru a disocia molecula de apă în oxigen (O2) și hidrogen (H2). Apoi, H2 este utilizat în reacția de metanizare, în timp ce O2 poate fi utilizat fie în instalația de ardere, îmbogățind conținutul de O2 în alimentarea cu aer, fie ca O2 pur pentru procesul de ardere. Această a doua opțiune este mai bună, deoarece permite eliminarea problemei conținutului de azot (N2) în fluxul de gaze de ardere, facilitând astfel extracția de CO2. Deși conceptul răspunde mai multor provocări în contextul rețelelor inteligente regenerabile care evoluează în prezent, accentul pus pe aplicațiile integrate a apărut destul de recent.
Configurația multi-generatoare, combinată cu capacitatea de stocare și instalațiile de transformare, cu sistemul de control și monitorizare corespunzător se încadrează în conceptul de rețea inteligentă regenerabilă.
Obiectivul acestui articol este de a investiga evoluția penetrării SRE în diferite sectoare ale economiei. Mai exact, se analizează ponderea SRE în producerea de electricitate, transport și încălzire, evaluând tendința preconizată și contribuțiile așteptate în următorii ani. Comparând condițiile prezente în România cu cele din UE28, se evidențiază faptul că România depășește media UE28 cu aproximativ 5% în toate domeniile, cu excepția transporturilor, unde sunt încă necesare eforturi semnificative pentru o tranziție ecologică. Astfel, analizele descrise în prezenta lucrare contribuie la investigarea evoluției și prognozelor acțiunilor SRE în România și UE28, care stau la baza diferențelor și perspectivelor pentru fiecare dintre ele, în cadrul dezvoltării unei economii neutre din punct de vedere al carbonului.
