Plan de acțiune pentru pregătirea României în vederea [601175]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent: [anonimizat]
4
CUPRINS:
CAPITOLUL I ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….5
1.1 Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 5
CAPITOLUL II ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ..8
2.1 Eliminarea d ioxidului de carbon din gaze ………………………….. ………………………….. ………….. 8
2.2 Noxe produse în procesul de ardere al combustibililor ………………………….. ……………………. 8
2.3 Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră și creșterea capacității naturale de
absorbție a CO 2 din atmosferă ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 9
2.3.1 Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 9
2.4 Necesitatea de a lua măsuri ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 11
2.5 Cooperarea instituțională ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 12
2.6 Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră – abordarea secto rială ………………………….. . 13
2.6.1 Energie ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 14
2.6.1.1 Generarea energiei electrice și termice ………………………….. ………………………….. …..15
CAPITOLUL III ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .4
3.1 Captarea CO 2 din instalațiile termoenergetice ………………………….. ………………………….. …. 19
3.2 Captarea CO 2 cu ajutorul pre -combustiei ………………………….. ………………………….. …………. 4
3.2.1 Gazeificarea cărbunilor. Reactoarele de gazeificare pentru instalațiile de tip IGCC ………. 4
3.2.1.1 Gazeificarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 23
3.2.1.2 Reactoare de gazeificare ………………………….. ………………………….. ………………………. 23
3.2.2 Evaluarea instalației IGCC si a performantelor acesteia ………………………….. ………………. 25
3.2.3 Studiu de caz: analiza performantelor instalației IGCC cu si fără captarea CO 2 ………….. 27
3.2.4 Studiu de caz: analiza performantelor instalației IGCC de co -generare electricitate si
hidrogen cu captarea si stocarea CO 2 ………………………….. ………………………….. ……………………. 29
3.3 Captarea CO 2 cu ajutorul post -combustiei ………………………….. ………………………….. ………. 30
3.4 Captarea CO 2 cu ajutorul oxi -combustiei ………………………….. ………………………….. ………… 33
3.5 Tehnologii de captare a dioxidului de carbon in faza pilot ………………………….. …………….. 35
CAPITOLUL IV ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 37
4.1 Transportul si injectarea dioxidului de carbon ………………………….. ………………………….. … 37
CAPITOLUL V ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 40
5.1 Depozitarea dioxidului de carbon in formațiuni geologice ………………………….. …………….. 40
CAPITOLUL VI ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 47
6.1 Captarea si stocarea CO 2 – oportunitate pentru Romania ………………………….. …………….. 47
6.2 Promovarea captării si stocării dioxidului de carbon in Romania ………………………….. …. 50
CAPITOLUL VII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 51
7.1 Prezentarea schematica a proiectului de captare si stocare a dioxidului de carbon la
CTE Turceni ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 51
CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …..52
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……53

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
5
CAPITOLUL I

1.1 Generalități
Poluarea este definită drept introducerea de materii contaminante într -un mediu, materiale care
cauzează instabilitate, dezordine, și duc ia disconfortul sau chiar afectarea sănătății organismelor vii
din acel mediu. Poluarea poate fi o substanță sau o sursă de energie precum zgomotul, căldura sau
lumina. Substanțele poluante pot avea origine nenaturală sau naturală, caz in care se n umesc poluante
dacă depășesc nivelele naturale.
Industria energetică și transporturile, sub aspect cantitativ, se situează pe primul loc al surselor
de emisii de gaze nocive din cauză că toate industriile necesită cantități mari de energie, iar obținerea
ei prin combustie este legată de generarea de cantități imense de gaze reziduale (dioxid de sulf, oxizi
de azot, oxizi de carbon), praf și fum.
Soluția clasică de control a emisiilor de gaze în cazul instalațiilor industriale a fost cea a diluării
emisiilor prin injectarea lor la înălțime (coșuri de zeci și sute de metri). în funcție de înălțimea
coșurilor și de condițiile atmosferice, gazele poluante provenind din procesele industriale se propagă
local sau la distanțe medii / mari. în cazul marilor termocen trale, de exemplu, propagarea gazelor
poluante este pe distanta mare (transfrontalieră) efectele fiind întinse la scară regională (zone
continentale – poluarea aerului indusă de termocentralele din Germania se propagă la nivelul întregii
Europe centrale).

Fig. 1.1 – Surselor de poluanți atmosferici [11]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
6
În această lucrare ne vom ocupa de reducerea dioxidului de carbon, printr -o tehnologie relativ
nouă, aceea de captare si stocare a CO 2.
Dioxidul de carbon este un gaz incolor și inodor în condiții standard, acesta este periculos în
concentrații mai mari de 5000 ppm și la peste 50000 ppm (5%) devine periculos pentru oameni și
animale.
Captarea și stocarea de CO 2 este o tehnologie care împie dică eliberarea în atmosferă a
dioxidului de carbon rezultat din arderea combustibililor fosili – în principal a cărbunelui, tehnologia
folosindu -se deja, dar la scară redusă.
Deoarece dioxidul de carbon este un gaz cu efect de seră important, Grupul inter guvernamental
de experți în evoluția climei (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) consideră că
tehnologia captării și stocării CO 2 ar putea contribui la limitarea emisiilor
de gaze cu efect de seră (cu 15 -55%), prin urmare la combaterea schimb ării climatice.
Deși CO 2 a fost injectat in formațiuni geologice pentru diferite scopuri, depozitarea pe termen
lung a emisiilor de dioxid de carbon constituie un concept care încă nu a fost încercat și până în 2008
nici o uzină de mare putere nu funcționa cu un sistem complet de captare și stocare a carbonului.
Pentru a preveni crearea concentrațiilor mari de dioxid de carbon în atmosfera (posibil
producând încălzire globală și cu siguranță provocând acidifierea oceanelor), putem capta și stoca
CO 2. Deoare ce am avea nevoie să stocăm mii de milioane de tone de CO 2, nu putem să folosim doar
containere, ci trebuie sa folosim și facilitățile de depozitare naturale. Efectele dioxidului de carbon în
atmosferă sunt controversate. Cu toate acestea, temperatura medi e a Pământului este în creștere, mai
ales dacă este măsurată la poli. Trebuie să reținem însă că temperatura medie a suprafeței Pământului
se corelează bine cu cantitatea de CO 2 din atmosferă (adică dacă creste nivelul de CO 2 în atmosferă,
creste simultan și temperatura de suprafață).

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
7

Fig. 1.2 – Evoluția temperaturilor medii anuale și a mediilor pe cinci ani în epoca industrializării.
[10]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
8
CAPITOLUL II

2.1 Eliminarea dioxidului de carbon din gaze [2]
Eliminarea dioxidului de carbon din gaze a căpătat în ultimul timp o dezvoltare și o importantă
din ce în ce mai mare, atât din motive de purificare propriu -zisă a diverselor surse de gaze pentru ca
dioxidul de carbon să fie apoi captat, cât și din motive de recuperare datorită cerințelor de CO 2 în
scopuri industriale sau alimentare: sinteza metanolului, fabricarea carbonatului de sodiu și a ureii, în
metalurgie, la mărirea factorului de recuperare secundară a țițeiului din zăcământ, în industria
zahărului, în sere ca biostimulator, la fabricarea zăpezii carbonice, a băuturilor carbogazoase, etc.
Principalele soluții pentru eliminarea CO 2 din gaze sunt următoarele:
– eliminarea CO 2 prin absorbție în soluții apoase de etanolamine;
– eliminarea CO 2 prin absorbție în soluții apoase de carbonat de sodiu sau potasiu;
– eliminarea CO 2 prin procedeul Giammarco -Vetrocoke, care se bazează pe absorbția
dioxidului de carbon în soluția de carbonat de potasiu activată cu trioxid de arsen (As 203), glicocol și
diverse etanolamine ;
– eliminarea CO 2 prin procedeul Catacarb, care are la bază absorbția CO 2 într-o soluție de
carbonat de potasiu la care se mai adaugă o substanță chimică ce mărește viteza de reacție dintre CO 2
și carbonat în procesul de absorbție și desorbție;
– eliminarea CO 2 prin absorbție în apă;
– eliminarea CO 2 prin absorbție în soluție de hidroxid de sodiu

2.2 Noxe produse în procesul de ardere al combustibililor

Procesul de ardere a combustibilului se desfășoară organizat, în focarul generatorului de abur,
camera de ardere a turbinei cu gaze, cilindrul motorului cu ardere internă.
Arderea combustibilului este, în esență, un proces de oxidare, a cărui complexitate nu poate fi
descrisă prin ecuații simple. Calculul cantităților de aer necesare arderii și al produselor de ardere se
face cu relații de bilanț material, pe baza ecuațiilor chimice stoichiometrice globale.
Compoziția chimică pentru un combustibil solid sau lichid se poate prezenta sub forma:

unde xi [%] este conținutul procentual respectiv: x C – de carbon; xH – de hidrogen; xSc – de sulf
combustibil; xN – de azot molecular; xA – de anorganic (masă minerală necombustibilă); xW – de
umiditate.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
9
Compoziția chimică pentru un combustibil gazos se poate pr ezenta sub forma:

unde xi [%] este conținutul procentual respectiv: xCH4 – de metan; xCO2 – de bioxid de carbon; xO2 – de
oxigen molecular; xN2 – de azot molecular; xCO – de oxid de carbon; xH2 – de hidrogen molecular; xH2S
– de hidrogen sulfurat; xC2H2 – de acetilenă; xC2H4 – de etilen; xC2H6 – de etan; xC3H6 – de propilen; xC3H8
– de propan; xC4H8 – de butilen; xC4H10 – de butan; xC5H12 – de pentan; xC6H6 – de benzen; xC6H14 – de
hexan.
Volumul teoretic de bioxid de carbon, CO2, rezultat din ardere, VC0O2, este: pentru combustibil solid
sau lichid,

pentru combustibil gazos,

2.3 Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră și creșterea capacității naturale de
absorbție a CO 2 din atmosferă [14]

2.3.1 Introducere
Sunt convins că schimbările climatice și ceea ce facem noi în legătură cu acest subiect ne vor defini,
vor defini era noastră și, în cele din urmă, vor defini moștenirea pe care o lăsăm generațiilor
următoare. Astăzi, momentul îndoielilor a trecut.
1Ban Ki -moon, Secretar General, Națiunile Unite

Convenția Națiunilor Unite asupra schimbărilor climatice (UNFCCC) a fost semnată în anul
1992 la Rio de Janeiro, fiind, în prezent, ratificată de către mai mult de 190 de tari. În Romania,
UNFCCC a fost ratificată prin Legea nr. 24/1994.
UNFCCC stabilește cadrul general de acțiune privind combaterea schimbărilor climatice,
definite în sensul acestei Convenții prin stabilizarea emisiilor antropice de gaze cu efect de seră la un

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
10
nivel care să prevină influenta periculoasă a activităților umane asupra sistemu lui climatic. Prin
această Convenție, Statele constituite Pârți ale UNFCCC, au obligația printre altele:
-Să elaboreze, să actualizeze periodic, să publice, și să transmită la Secretariatul acestei Convenții
inventarele naționale ale emisiilor de gaze cu ef ect de seră
-Să elaboreze documente programatice la nivel național pentru reducerea emisiilor de gaze cu
efect de seră și creșterea capacității naturale de absorbție a CO 2 din atmosferă
-Să integreze problematica schimbărilor climatice în politicile și acțiunile de dezvoltare economică
și socială și de protecție a mediului.
Dacă Protocolul de la Kyoto a propus o reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră (GES)
din partea țârilor dezvoltate și cu economii în tranziție de aproximativ 5% în perioada 2008 -2012
comparativ cu anul 1990, studiile realizate au indicat că pentru prevenirea unor efecte ireversibile
provocate de schimbările climatice în acest secol emisiile globale trebuie să fie reduse cu aproximativ
70%.
Îndeplinirea acestui obiectiv se va real iza progresiv și prin asigurarea unui proces internațional
de implicare a tuturor statelor lumii și de stabilire a noilor obiective de reducere a emisiilor în
concordanță cu recomandările studiilor de specialitate.
În condițiile actualului stadiu de negoci ere, conținutul și condițiile de implementare a unui
nou Acord Internațional sunt prevăzute a se finaliza până în anul 2015, urmând ca intrarea în vigoare
a acestuia să nu depășească anul 2020.
În vederea respectării poziției de lider mondial în promovarea politicii în domeniul
schimbărilor climatice și pentru a da un exemplu celorlalte state referitor la eforturile de reducere a
emisiilor de GES, Uniunea Europeană a promovat în anul 2007 și aprobat în anul 2009 pachetul
legislativ Schimbări Climatice – Energie, care conține:
-extinderea aplicării schemei de comercializare a certificatelor de emisii (EU ETS), în scopul obținerii
unei reduceri de emisii de GES la nivelul anului 2020 care să reprezinte 21% din emisiile aceluiași
sector în anul 2005
-promovarea p oliticii de reducere a emisiilor din sectoarele diferite celor aflate sub incidența schemei
EU ETS, cu scopul obținerii unei reduceri a emisiilor GES cu 10% comparativ cu nivelul emisiilor
din aceste sectoare în anul 2005
-asigurarea cadrului legislativ pen tru promovarea generării energiei din surse regenerabile.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
11
2.4 Necesitatea de a lua măsuri
În procesul de combatere a schimbărilor climatice, considerate în prezent în forumurile internaționale
de specialitate ca reprezentând o amenințare cu potențial ireversibil pentru societate și planeta noastră,
adoptarea măsurilor de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră cu respectarea obiectivelor și
principiilor din Convenția -cadru a Națiunilor Unite privind Schimbările Climatice și a Protocolului
de la Kyoto, constituie o componentă fundamentală a politicii naționale în domeniul schimbărilor
climatice.
Procesul de încălzire globală și impactul asupra sistemului climatic sunt considerate în cel de -al
patrulea Raport de evaluare al Grupului Interguvername ntal asupra Schimbărilor Climatice, publicat
în anul 2007, ca fiind fără echivoc, fiind confirmate de o creștere a temperaturii medii globale de 0.9
C° comparativ cu temperatura medie din epoca preindustrială (accentuată în ultimii 50 de ani),
creșterea ni velului mărilor și oceanelor (de asemenea mai accentuată în perioada recentă: 3.1 mm/an
în perioada 1993 – 2003 comparativ cu 1.8 mm/an în perioada 1961 – 2003), topirea accelerată a
ghețarilor a calotelor glaciale, creșterea intensității și a frecvenței f enomenelor meteorologice
extreme, etc.
În același raport se face referire la creșterea cu aproximativ 80% a emisiilor de CO 2 între anii
1970 și 2004 (28% între 1990 și 2004). Cea mai mare creștere a emisiilor de GES între anii 1970 și
2004 s -a înregistrat în sectorul energetic (145%), urmat de sectorul transporturi (120%).
Ca urmare, se impune adoptarea unor măsuri care să contribuie la reducerea emisiilor de GES,
astfel încât concentrația maximă de GES în atmosferă să nu depășească nivelul de la care fenom enul
de încălzire globală poate genera modificări ireversibile ale sistemului climatic. Întrucât politicile și
măsurile vizând reducerea emisiilor GES implică costuri economice ridicate și modificarea multor
aspecte legate de sistemele existente de producț ie și consum, pe plan internațional există multe rețineri
privind adoptarea unor obiective de reducere concrete.
Dacă analizele economice realizate înaintea producerii crizei economice actuale indicau
costuri ridicate legate de atingerea obiectivelor de re ducere, actualizarea acestora în noile condiții
generate de această criză estimează un cost de aproximativ 1% din PIB, până în anii 2050. Analiza
economică menționată anterior evidențiază avantajul economic major pe termen lung al adoptării
imediate a acți unilor necesare pentru diminuarea emisiilor de gaze cu efect de seră și pentru
fundamentarea elementelor specifice unei economii bazate pe un consum redus de carbon.
Reducerea emisiilor GES contribuie de asemenea la îmbunătățirea calității aerului, sănătăț ii
umane, securității energetice și asigură diversificarea oportunităților legate de noile piețe de energie
(și nu numai).

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
12
Se cunoaște că o criză economică prelungită contribuie la diminuarea emisiilor de gaze cu
efect de seră, dar, în același timp, oferă Statelor posibilitatea de a restructura dezvoltarea economică
pe principiile economiei cu emisii scăzute de carbon.
Având în vedere importanța Deciziei nr. 406/2009/CE în procesul de reducere a emisiilor GES
la nivel european și național, România trebuie s ă asigure fundamentarea și respectarea tuturor
aspectelor tehnice și instituționale legate de implementarea acestei Decizii în țara noastră.
Un rol foarte important în identificarea măsurilor și politicilor de reducere a emisiilor GES îl
joacă stabilirea s cenariilor de dezvoltare economică și estimarea emisiilor GES aferente. Se
recomandă ca orizontul de timp pentru elaborarea scenariilor de dezvoltare economică și estimare a
emisiilor GES să fie anul 2020/2030.

2.5 Cooperarea instituțională
Atingerea obiecti velor ambițioase de reducere a emisiilor până în anul 2020 prin aplicarea
schemei EU ETS și a mecanismului definit prin Decizia nr. 406/2009/CE, necesită contribuții
substanțiale ale tuturor sectoarelor economice și reglementarea tuturor surselor de emisie de gaze cu
efect de seră.
Obiectivele și măsurile de reducere incluse în politica europeană vizând orizontul de timp al
anului 2020, exprimate la nivel național, impun o întărire substanțială a structurii instituționale în țara
noastră prin participarea a ctivă a tuturor ministerelor și a celorlalte autorități publice la efortul de
planificare și control al emisiilor de gaze cu efect de seră și de respectare a obligațiilor de limitare și
reducere a emisiilor în conformitate cu obligațiile asumate.
În vedere a acestui lucru este strict necesar crearea și consolidarea structurii instituționale
prevăzute prin Memorandumul cu tema : Plan de acțiune pentru pregătirea României în vederea
intrării în vigoare și implementării pachetului legislativ ’’Energie – Schimbă ri Climatice”, semnat de
Guvernul României în anul 2009, care viza crearea în ministerele relevante a unor structuri proprii cu
responsabilități în domeniul schimbărilor climatice.
Dacă participarea operatorilor economici angrenați în efortul de reducere a emisiilor în cadrul
aplicării schemei EU ETS este reglementată prin reguli stabilite la nivel european, pentru respectarea
limitelor de emisie stabilite în baza Deciziei nr. 406/2009/CE, autoritățile din România vor trebui să
adopte politici și măsuri cor espunzătoare pentru conformarea cu țintele anuale de emisie fixate în
baza deciziei anterior menționate.
Promovarea acestor politici și măsuri trebuie să reprezinte responsabilitatea autorităților relevante
care în colaborare și sub coordonarea autorității centrală pentru protecția mediului, vor asigura
respectarea limitelor anuale de emisie de la nivel național.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
13
2.6 Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră – abordarea sectorială
Politica națională de reducere a emisiilor GES urmărește abordarea europeană, respectiv pe
de o parte asigurarea a o parte din operatorii economici să participe la aplicarea schemei de
comercializare a certificatelor de emisii GES și pe de altă parte, adoptarea unor politici și măsuri la
nivel sectorial în așa fel încât la nivel na țional emisiile GES aferente acestor sectoare să respecte
traiectoria liniară a limitelor de emisie stabilite prin aplicarea Deciziei nr. 406/2009/CE.
Pentru a facilita procesul de estimare a efectelor rezultate în urma aplicării măsurilor incluse
în aceas tă strategie în concordanță cu obligațiile de raportare a emisiilor GES, sectoarele abordate
respectă structura acestora definite în ghidurile și instrucțiunile oficiale de estimare și raportare a
emisiilor GES (Revised 1996 Guidelines for National Greenho use Gas Inventories, the IPCC Good
Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories – IPCC
GPG 2000) and IPCC Good Practice Guidance for Land Use, Land -Use Change and Forestry (IPCC
GPG 2003).
Dintre acestea s -a considera t că sectorul Solvenți și utilizarea altor produse nu reprezintă o
prioritate pentru promovarea măsurilor de reducere a emisiilor GES la nivel național și ca atare pentru
acest sector nu s -au identificat măsuri specifice de reducere a emisiilor GES.
Ca ata re capitolul din această strategie care vizează emisiile GES a fost structurat pe
următoarele sectoare economice:
o Energie o Procese Industriale
o Solvenți și utilizarea altor produse o Agricultură
o Utilizarea Terenurilor, Schimbarea Utilizării Terenurilor, Silvicultură o Gestiunea deșeurilor
La nivel național limitarea și reducerea emisiilor se vor realiza prin aplicarea Schemei de
Comercializare a Certificatelor de Emisii GES (EU ETS) (obiectivul stabilit la nivel european pentru
România fiind de – 21% in anul 2020, comparativ cu nivelul ipotetic al emisiilor din sectorul EU ETS
din anul 2005) și prin aplicarea prevederilor incluse în Decizia nr. 406/2009/CE (pentru România,
obiectivul stabilit rep rezintă o creștere a emisiilor cu +19% în anul 2020, comparativ cu nivelul
emisiilor aferent sectorului reglementat prin această Decizie în anul 2005). Schema de Comercializare
a Certificatelor de Emisii GES (EU ETS) reglementează emisiile provenite de ins talațiile cu
capacitate de producție și emisii considerabile din sectoarele Energie și Procese Industriale.
Pentru optimizarea planificării reducerilor de emisii GES provenind din celelalte surse care
nu sunt sub incidența schemei EU ETS este necesară o co relare a planurilor sectoriale de emisii anuale
din sursele reglementate prin aplicarea Deciziei nr. 406/2009/CE (non EU ETS), cu luarea în
considerare a emisiilor și a potențialului de reducere al fiecărui sector în parte, precum și prioritățile
naționale de dezvoltare economică.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
14
2.6.1 Energie
Acest sector de activitate economică cuprinde emisiile GES din sursele staționare și mobile,
aferente proceselor de ardere a combustibililor sau din neetanșeități, avarii sau accidente ale
echipamentelor (cunoscute sub numele de emisii fugitive).
În cadrul acestei strategii s -au identificat măsurile pentru reducerea emisiilor produse din
procesele de ardere din industriile generatoare de energie electrică și termică, din transport și din sub –
sectorul spațiu locativ ș i planificare urbană
Procesele de ardere a combustibililor fosili reprezintă sursele de emisii GES având contribuția
cea mai importanță din totalul emisiilor globale, cca 57% din totalul emisiilor de CO 2 eq la nivelul
anului 2004 (Raportul IPCC 2007)
La ni vel European, emisiile de GES rezultate din producerea energiei electrice și termice se
ridică la cca 27% din total, în anul 2009 (EEA greenhouse gas data viewer) (nu există diferențe majore
în perioada 2004 – 2009).
Potrivit inventarului național al emisi ilor de gaze cu efect de seră realizat de țara noastră în
anul 2012, emisiile de GES aferente sectorului Energie reprezentau în anul 2010 cca 87% din total,
incluzând LULUCF și 70% din total, excluzând LULUCF.
Pentru asigurarea, în condiții de sustenabilit ate a necesarului de energie aferent cerințelor de
dezvoltare, se impune promovarea cu prioritate a politicilor și măsurilor de eficiență energetică ca
soluție alternativă la sporirea surselor de energie.
De asemenea, este imperios necesar stimularea utili zării surselor regenerabile de energie
pentru producerea energiei electrice și termice.
Pentru a respecta prioritățile naționale de dezvoltare energetică în viitor, care includ utilizarea
accentuată a resurselor proprii de cărbune, țara noastră a întreprin s toate demersurile legislative pentru
promovarea tehnologiei de captare și stocare geologică a CO 2 (tehnologia CCS).
Prin documentul strategic referitor la anul 2050, Uniunea Europeană se referă la o reducere a
emisiilor provenite din sectorul energetic c u 93 – 99% comparativ cu emisiile din anul 1990. În anul
2050, 100% din mixul energetic va fi asigurat prin tehnologii bazate pe emisii reduse de carbon.
Cadrul național de reglementare include norme specifice sectorului de producere a energiei
electrice ș i/sau termice, precum și norme referitoare la îmbunătățirea eficienței energetice la
consumator.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
15
2.6.1.1 Generarea energiei electrice și termice
Obiectivele strategice propuse pentru generarea energiei electrice și termice :
1. Dezvoltarea unei strategii sectoriale privind reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră
Promovarea măsurilor de reducere a emisiilor GES și planificarea sectorială a emisiilor în
vederea atingerii obiectivelor de reducere asumate pe plan internațional și european necesi tă un grad
ridicat de profesionalism din partea autorităților administrației publice; ameliorarea pregatirii
profesionale in domeniu se va realiza prin promovarea și finanțarea unor programe/proiecte
corespunzătoare de pregătire profesională și schimb de e xperiență cu țările mai experimentate în acest
domeniu.
Valorificarea resurselor de energie regenerabilă
Prin pachetul legislativ Schimbări Climatice – Energie s -a promovat Directiva 28/2009/CE în
vederea stabilirii unui cadru legislativ pentru promovarea energiei din surse regenerabile și a unor
obiective obligatorii privind ponderea energiei din surse regenerabile în cadrul consumului final de
energie incluzând și în domeniul de transporturi.
Contribuția țării noastre la atingerea în anul 2020 a obiectivu lui european reprezintă un procent minim
de 24% din consumul final de energie să fie generat din surse regenerabile de energie (RES).
Principalele obiective de valorificare RES sunt:
•Integrarea surselor regenerabile de energie în structura sistemului energ etic național;
•Eliminarea barierelor tehnico -funcționale și psiho -sociale din procesul de valorificare a
surselor regenerabile de energie și încadrarea în limitele elementelor de cost și eficiență economică;
•Promovarea investițiilor private și crearea cond ițiilor de facilitare a accesului capitalului străin
pe piața surselor regenerabile;
•Promovarea unor politici sectoriale care să asigure securitatea energetică prin creșterea
ponderii energiilor regenerabile în consumul final de energie, diminuând gradul d e dependență al
economiei naționale de importurile de energie primară;
•Asigurarea alimentării cu energie în comunitățile izolate prin valorificarea potențialului
resurselor locale de energie;
•Asigurarea condițiilor de participare a României la piața europe ană de "Certificate verzi"
pentru energia din surse regenerabile (atunci cand aceasta piata va exista).
Promovarea Sistemelor Inteligente pentru producerea, transportul, distribuția și consumul
energiei electrice
Sistemele inteligente permit dezvoltarea ac tivităților de producere a energiei electrice la locul
de consum, cu livrare în Sistem atunci când consumul propriu este mai mic decât cantitatea de energie
produsă și cu absorbire din Sistem atunci când consumul depășește cantitatea de energie produsă.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
16
Aceste sisteme sunt gestionate prin instrumente moderne de tehnologie a informației și conduc la
importante reduceri de emisii de gaze cu efect de seră.
Începând cu data de 1 aprilie 2011 , a devenit operațională schema de ajutor de stat pentru
promovarea cogenerării de înaltă eficiență, care va fi aplicată până în 2023. Schema prevede
acordarea unui sprijin financiar producătorilor de energie electrică și termică ce dețin sau exploatează
comercial centrale de cogenerare de înaltă eficiență care realizează economii de combustibil de cel
puțin 10% față de producerea separată.
îmbunătățirea eficienței energetice
Extinderea perioadei de aplicare a Programului național de eficiență energetică va asigura
cofinanțarea pr oiectelor de investiții privind creșterea eficienței energetice în sectoarele încălzirii
urbane, al reabilitării clădirilor publice și al iluminatului public.
Prin acest Program se asigura și acoperirea costurilor legate de reabilitarea rețelelor de
transp ort și distribuție a energiei termice. S -a avut în vedere faptul că prezența cofinanțării statului va
contribui la creșterea atractivității proiectelor și astfel se va crea posibilitatea atragerii unor surse de
finanțare suplimentare din partea sectorului privat.
De asemenea, prin investiții judicioase în reabilitarea sistemelor de iluminat se pune în
evidență un potențial important de economisire a energiei electrice. Energia electrică economisită va
putea fi utilizată în zona de iluminat public din diferite orașe sau comune.
Realizarea de investiții în instalații și echipamente pentru întreprinderile din industrie care
să conducă la economii de energie
La nivelul operatorilor economici, investițiile în instalații sau echipamente cu consum ai mic
de energie, în scopul obținerii unei economii de energie au ca rezultat reducerea consumului final de
energie, și implicit la s căderea emisiilor GES.
Finanțarea acestor acțiuni va fi facilitată de Ministerul Economiei, Comerțului și Mediului de
Afaceri, care va asigura linii de fianțare din instrumentele financiare europene după exemplul aferent
perioadei 2007 -2013 când a creat Axa Prioritară 4 Creșterea eficienței energetice și a securității
furnizării, în contextul combaterii schimbărilor climatice .
Creșterea eficienței energetice în sectorul Agricultură
Se va asigura utilizarea biocarburanților la executarea lucrărilor agricole mecanizate precum
și la lucrările de îmbunătățiri funciare.
Totodată se va asigura logistica de transport a acesteia, în scopul minimizării distanțelor de
transport pentru eficientizarea consumului de combustibili clasici și biocarburanți .

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
17
Proiectare eco logică
Aplicarea cerințelor de proiectare ecologică privind performanța energetică a produselor cu
impact energetic va avea ca efect creșterea eficienței energetice, ceea ce va avea un impact
macroeconomic pozitiv, dat fiind faptul că economisirea energiei constituie cel mai eficient mijloc,
din punct de vedere al costurilor, de a crește siguranța în alimentarea cu energie și de a reduce
dependența de importuri. Acest demers va contribui, în mod semnificativ la atingerea obiectivului
stabilit la nivel comun itar de creștere a eficienței energetice cu 20% până în 2020.
Creșterea eficienței energetice este considerată ca având o contribuție substanțială la atingerea
obiectivelor privind reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră la nivelul UE. Cererea de ener gie
electrică destinată consumului final a înregistrat cea mai rapidă creștere și se estimează că va crește
și în următorii 20 – 30 de ani.
În acest context, aplicarea acestor cerințe de proiectare ecologică privind performanța
energetică a produselor cu i mpact energetic va avea o contribuție importantă la îndeplinirea
obiectivului asumat de UE de reducere a emisiilor de GES cu cel puțin 20% până în 2020 sau cu 30%
până în 2020, în condițiile încheierii și intrării în vigoare a unui acord internațional pent ru reduceri
comparabile.
Captarea și stocarea carbonului (Carbon Capture and Storage – CCS) în România
Având în vedere că sistemul energetic național se bazează în mare măsură pe utilizarea
combustibililor fosili și că modificarea acestei situații nu se po ate face rapid, implementarea
tehnologiilor de captare și stocare geologică a dioxidului de carbon va facilita tranziția de la un mix
energetic în care combustibilii fosili predomină către un mix energetic în care aceștia să aibă o
pondere redusă. Obiectiv ul captării și stocării geologice a dioxidului de carbon este acela de a reduce
emisiile de dioxid de carbon în atmosferă provenite de la sursele importante de emisie din generarea
energiei.
Mecanismul financiar de susținere a dezvoltării tehnologiilor CCS de către Uniunea
Europeană accesat este Programul privind finanțarea proiectelor demonstrative CCS din rezerva de
nou intrați – NER 300, creată în baza Directivei 87/2003/CE cu amendamentele sale ulterioare.
Experiența acumalată la Turceni legată de promo varea proiectului demonstrativ pentru
captarea și stocarea carbonului (Carbon Capture and Storage – CCS) în România trebuie utilizată în
identificarea și dezvoltarea unor noi proiecte similare care să contribuie eficient la atingerea țintelor
de reducere p e termen lung.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
18
Continuarea campaniilor de informare a populației și mediului de afaceri privind importanța
creșterii eficienței energetice
Vor fi continuate campaniile de informare a populației și a mediului de afaceri privind
importanța creșterii eficie nței energetice. Campaniile de informare vor viza:
•Informarea și educarea consumatorilor casnici cu privire la:
o utilizarea echipamentelor electrice, electrocasnice și a corpurilor de iluminat eficiente,
conform sistemelor de etichetare energetică;
o posibilitățile de economisire a energiei prin utilizarea echipamentelor de monitorizare a
consumului energetic și alegerea unor soluțiilor constructive privind reducerea pierderilor de energie.
•Dezvoltarea unor centre de informare pentru eficiență energeti că (similare celui deschis la Cluj
în luna februarie 2011);
•Promovarea Contractului de performanță energetică (CPE) și a companiilor ESCO în sectorul
public prin:
o informarea și formarea profesională pentru municipalități, în vederea utilizării CPE; o cre area
unui help-desk pentru pregătirea licitațiilor de aplicare a CPE.
•Promovarea managementului energetic în industrie prin:
o informarea și formarea profesională pentru managerii energetici autorizați;
o dezvoltarea unui nou model de curs de pregătire pen tru universitățile agreate în vederea
pregătirii pentru autorizare a managerilor și auditorilor energetici;
o campanie de informare pentru IMM -uri după modelul ExBESS.
Ca urmare a pregătirii de specialiști în domeniul eficienței energetice și a promovării
companiilor ESCO, în sectorul public se estimează înregistrarea unor economii semnificative de
energie în sectorul industrial și la nivelul municipalităților. Campaniile de informare vor fi concepute
astfel încât să determine o reducere a con sumului de energie prin schimbarea comportamentului
consumatorilor casnici, ceea ce poate determina economii de 1 -15% prin utilizarea corectă a
aparatelor electrocasnice, a sistemelor de iluminat și a regulatoarelor termostatice pentru energie
termică;
i)atragerea investiției private în proiecte municipale prin utilizarea contractului de performanță,
cu economii estimate de 15% pentru clădiri publice și de 25 -30% pentru proiecte de iluminat public;
ii)reducerea consumului de energie în industrie cu minimum 10%, prin îmbunătățirea
managementului energetic și aplicarea unor măsuri de tip „low -cost/no -cost”.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
19
CAPITOLUL III

3.1 Captarea CO 2 din instalațiile termoenergetice
Captarea de CO 2 se poate aplica surselor punctiforme mari, cum ar fi sursele mari de
combustibili fosili sau instalațiile de energie din biomasă, industriile cu emisii majore de CO 2,
industrii de prelucrare a gazelor naturale, uzine cu combustibil de sinteză și de uzine de producere a
hidrogenului pe bază de combustibili fosili. în general există trei tipuri diferite de tehnologii: pre –
combustie, post -combustie și arderea combustibilului pe bază de oxigen (Oxyfuel), la care se mai
adaugă două tehnologii în fază pilot cum sunt arderea în buclă chimică și arderea cu ajutorul unor
membrane moleculare.

Fig. 3.1 Tehnologii de captare a CO 2[6]

3.2 Captarea CO 2 cu ajutorul pre -combustiei
Captarea CO 2 cu ajutorul acestei tehnologii este asimilată direct cu Ciclul Combinat cu
Gazeificarea Cărbunelui și captură integrată a CO 2 (IGCC – Integrated Gaseification Combined
Cycle).
Particularități:
– implică gazeificarea (transformarea în gaz de sinteză /gaz sintetic) a unui cărbune de calitate
mai bună (lignit superior, huilă, antracit);
– nu se poate aplica la o instalație existentă;
– instalația este complicată și cu costuri investiționale ridicate;
– eficientă termică foarte bună, datorită capturii integra te a CO 2 și a utilizării ciclului
termodinamic combinat care și în instalațiile uzuale fără gazeificare conduce la eficiente mai mari
decât ale unei centrale electrice uzuale utilizând un singur ciclu termodinamic.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
20
Deci, prin această tehnologie, cu ajutoru l gazeificării se transformă un combustibil bogat în
carbon (cărbune sau derivați petrolieri) într -un gaz sintetic constituit din monoxid de carbon și
hidrogen. Sunt necesare mai multe etape de transformare și purificare a gazului astfel obținut,
îndepărta rea CO2 și obținerea unui flux de hidrogen pur ce poate fi ars într -o centrala cu ciclu
combinat.
înlăturarea sulfului din cărbuni, înainte de ardere, se realizează prin gazeificare. Cărbunii sunt
transformați în gaz de sinteză prin tratare cu apa:

Sulfu l se separă prin răcire, iar gazul de sinteză arde în turbine cu gaze, unde produce energie
electrică. în același timp, căldura reziduală din turbinele cu gaz se folosește pentru a produce abur (cu
ajutorul unui cazan recuperator), și aburul rezultat este folosit pentru producerea de energie electrică
(cum arată în figura 3.4).
Procedeele de desulfurare a gazelor de ardere (post -combustie) sunt la temperaturi ridicate
(prin absorbție pe site moleculare zeolitice) și la temperaturi joase. Procedeele la tempe raturi joase se
caracterizează prin absorbția oxizilor de sulf într -o soluție alcalină (pe bază de hidroxid de calciu,
magneziu, sodiu, amoniu), obținând -se ca produși finali sulfații corespunzători. Solubilitatea
dioxidului de sulf în apă este mică, ea sc ăzând cu creșterea temperaturii. în timpul absorbției, în apă
are loc un proces de hidroliză, conform ecuației:

Pentru a creste gradul de absorbție al SO 2, în soluții apoase, este necesară Introducerea în
sistemul de absorbție a unei substanțe care să în depărteze protonul (H+), sau să lege anionul bisulfide
(HSO~). Pentru aceasta se folosesc soluțiile unor substanțe cu caracter bazic.
Procesul de absorbție al SO 2 în soluții alcaline este un proces heterogen, în majoritatea
cazurilor, reacția are loc în fa za lichidă, Iar cel puțin unul din reactanți provine din faza gazoasă.
Tehnologia IGCC prezintă un real interes pentru generarea de energie electrică din cărbune,
cât și pentru protecția mediului, datorită avantajelor care le are față de tehnologia clasică folosită în
termocentrale, bazată pe arderea lignitului sau a cărbunelui cu generarea de abur care apoi este destins
într-o turbină de abur pentru a rezulta mai apoi electricitate. Avantajele folosirii tehnologiei IGCC:
– primul avantaj, cum am spus mai s us, vizează impactul semnificativ mai redus asupra mediului
a acestei tehnologii fată de arderea clasică pe bază de cărbune;
– un alt avantaj al instalațiilor IGCC este flexibilitatea instalației de a produce energie electrică
sau hidrogen funcție de cerin țele sistemului energetic național. în perioadele în care cererea de
electricitate este scăzută instalația poate produce mai mult hidrogen, care poate fi stocat și folosit

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
21
pentru alte aplicații. Astfel, datorită flexibilității instalației, operarea în regi m de sarcină maximă duce
la scăderea cheltuielilor de operare și de întreținere;
– un alt factor foarte important este acela că tehnologia IGCC permite captarea dioxidului de
carbon (captare pre -combustie) la costuri mai reduse și cu eficientă mai mare dec ât în cazul captării
din gaze arse (captare post combustie).

Fig. 3.2 Exemplu schematic de captarea dioxidului de carbon [3]

Fig. 3.3 Randamentul unei centrale tip IGCC cu/fără captare de CO 2[6]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
22

Fig. 3.4 Instalație IGCC de captare a dioxidului de carbon [3]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
23
3.2.1 Gazeificarea cărbunilor. Reactoarele de gazeificare pentru instalațiile de tip
IGCC
3.2.1.1 Gazeificarea
In timpul procesului de gazeificare au loc o serie de reacții chimice:
Reacții de combustie:

Reacția Boudouard:

Reacția carbonului cu vaporii de apă:

Reacții metanare:

Reacția CO cu vaporii de apă:

Combustibilii fosili folosiți în gazeificare conțin pe lângă carbon, oxigen și hidrogen si alte
elemente precum sulf, azot sau halogeni (în principal c lor). Aceste componente se transformă și ele
în timpul reacțiilor ce au loc, astfel că azotul se transformă în NH 3 și HCN , iar sulful în H2 și COS
(sulfura de carbonil). Compușii cu sulf dacă nu sunt îndepărtați vor fi emiși în atmosferă sub formă
de oxizi de sulf ( SOx). Pentru a evita poluarea atmosferei cu SOx, tehnologia IGCC prevede o etapă
de purificare a gazului de sinteză în care se transformă COS în H2S conform uneia din următoarele
reacții chimice:

3.2.1.2 Reactoare de gazeificare
Pe plan mondial există mai mult de 140 de instalații de gazeificare dintre care 90 sunt utilizare
în SUA și se estimează că până în 2020 numărul acestora să crească cu 70%. La baza acestor instalații
Apa de
răcire
Electricitate

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
24
stau o gamă largă de reactoare care pot fi clasificate î n trei mari categorii: – reactoare de gazeificare
în contracurent au fost primele reactoare moderne de gazeificare a combustibililor solizi. Reactorul
în contracurent, prezentat în figura 3.5, prezintă la partea superioară alimentarea cu combustibil solid,
iar pe partea inferioară se introduce în contracurent cu combustibilul, faza gazoasă (agentul de oxidare
și moderatorul). Pe măsură ce este consumat, combustibilul se deplasează spre partea inferioara a
reactorului.

Fig. 3.5 Reactor de gazeificare în co ntracurent [1]

-reactoare de gazeificare în strat fluidizant care asigură o amestecare foarte bună între
combustibil și agentul oxidant. Agentul oxidant, oxigen sau aer, este suflat printr -un pat de particule
solide de combustibil, cu o anumită viteză astf el încât are loc fluidizarea materiei solide. Acest tip de
reactor este potrivit pentru instalații care folosesc materii prime precum lignit sau biomasă. în figura
3.6 este prezentat reactorul de gazeificare în strat fluidizant și profilul de temperatură a ferent.
-reactorul de gaze în echicurent în care faza solidă și faza gazoasă se deplasează în aceeași
direcție. Reactoarele de gazeificare în echicurent pot fi folosite pentru materii prime mai puțin
reactive precum cărbunele și acest tip este prezentat în figura 3.7.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
25

Fig. 3.6 Reactor de gazeifica re în strat fluidizant [1]

Fig. 3.7 Reactor de gazeificare în echicurent [1]

3.2.2 Evaluarea instalației IGCC si a performantelor acesteia
La această evaluare se va face o analiză multicriterială, și scopul acestei analize este de a
restrânge gama de reactoare de gazeificare care vor fi simulate într -o instalație IGCC cu captarea
CO 2. Cu ajutorul datelor obținute în urma simulărilor se va putea face selecția reactorului de
gazeificare cel mai potrivit unei instalații IGCC de cogenerare electricitate și hidrogen concomitent
cu captarea CO 2 și care să poată procesa o gamă cât mai variată de materii prime (cărbune, cărbune

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
26
în adaos cu diferite resurse energetice regenerabile, produși de piroliză a biomasei). Datorită
multitudinii de variante comerciale a sistemelor de gazeificare, trebuie făcută o analiză multicriterială
pentru evaluarea a cestor sisteme. Pe baza criteriilor de evaluare a reactoarelor s -a întocmit tabelul
3.1.

Tabelul 3.1 Analiza multicriterială a reactoarelor de gazeificare pentru o instalație IGCC cu
captare de dioxid de carbon [1]
Parametri Cazul 1
Luigi Cazul 2
BGL Cazul 3
HTW Cazul 4
Siemens Cazul 5
Shell Cazul 6
E-Gas Cazul 7
GE-
Texaco
Materia
prima
cărbune Da Da Lignit Da Da Da Da
Presiune
maxima
[bar]
100 60 30 40 40 40 100
Temperatura
[oC] 450-650 450-600 900-1050 1400 -1600 1400 -1600 950-1400 1200 -1450
Conversia
carbonului
[%] >92 >95 90-95 >99 >99 >98 >98
Necesarul
abur/oxigen Ridicat Scăzut Mediu Ridicat Ridicat Ridicat Ridicat
Probleme la
purificarea
gazului de
sinteza Da Mediu Da Nu Nu Mediu Nu
Potențial de
producere a
H2 Scăzut Ridicat Mediu Ridicat Ridicat Mediu Ridicat
Eficienta CGE
[%] 85-87 82-87 80-85 75-79 75-79 78-80 65-75
Capacitatea de
captare a
CO 2 Scăzută Scăzută Medie Mare Mare Medie Mare
Excelent Satisfăcător Nesatisfăcător

Tabelul 3.1 prezintă o analiză a reactoarelor de gazeificare în vederea alegerii celui mai fezabil
pentru o instalație IGCC cu captare de dioxid de carbon. Astfel reactorul folosit într -o instalație IGCC
cu captare de CO 2 și poli-generare vectori energetic i (electricitate și hidrogen), folosind ca materie
primă cărbunele ar trebui să îndeplinească următoarele condiții: presiunea de lucru ridicată (60 – 100

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
27
bar), temperatura de lucru ridicată (1400 -1600°C), conversia carbonului > 99%, necesarul de
abur/oxig en scăzut, purificare ușoară a gazului de sinteză, potențial de producere hidrogen (HPP)
ridicat, eficienta procesului de gazeificare (CGE) și capacitatea de captare CO 2 ridicate. Aprecierea
nivelului tehnic al utilajelor se realizează pe baza comparației caracteristicilor tehnice ale acestora.
Unele caracteristici e bine să fie cât mai mari, pe când altele e bine să fie cât mai mici, fiecare
caracteristică având un anumit grad de influenta asupra indicatorului global al nivelului tehnic. Pentru
determinare a nivelului tehnic s -a dezvoltat o relație care îmbină principiul utilității lui Von Neumann –
Morgenstern și funcțiile de producție Cobb -Douglas. Nivelul tehnic calculat cu ajutorul acestei relații
trebuie sa fie cât mai mare. Nivelele tehnice calculate pentru cele 7 reactoare, luând în considerare
criteriile de evaluare prezentate în tabelul 3.1, sunt următoarele:
Reactor
Luigi
506,28 BGL
705,71 HTW
634,07 Siemens
817,55 Shell
817,55 E-Gas
690,29 GE-
Texaco
812,77
Pe baza nivelelor tehnice calculate, dar și datorită avantajelor pe care le au, reiese faptul că
reactoarele în echicurent, sunt cel mai potrivite variante de sisteme de gazeificare pentru o instalație
ICGG cu captare și stocare de CO 2 (cazurile 4 – 7).
Scopul acestei analize a fost de a restrânge gama de reactoare care vor fi simulate la o instalație
IGCC cu captarea CO 2. Pe baza analizei multicriteriale efectuate s -au ales ca fiind cele mai potrivite
procesului de poli-generare vectori energetici cu cap tare și stocare de CO 2 reactoarele în echicurent,
datorită avantajelor pe care ie prezintă.

3.2.3 Studiu de caz: analiza performantelor instalației IGCC cu si fără
captarea CO 2
Pentru a evidenția beneficiile captării dioxidului de carbon degajat într -o instala ție IGCC s -a
întocmit un studiu de caz care cuprinde următoarele cazuri:
– Cazul 1 – instalație IGCC fără captarea CO 2, reactor de gazeificare în echicurent Siemens;
– Cazul 2 – instalație IGCC cu captarea CO 2, reactor de gazeificare în echicurent Siemens;
– Cazul 3 – instalație IGCC fără captarea CO 2, reactor de gazeificare în echicurent Shell;
– Cazul 4 – instalație IGCC cu captarea CO 2, reactor de gazeificare în echicurent Shell
Tabelul 3.2 Indicatorii de performanta a Instalației IGCC cu și fără captarea CO 2 [1]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
28

Nivelele tehnice corespunzătoare fiecărui caz analizat sunt următoarele:
Reactor
Siemens fără captare
176,59 Siemens cu captare
313,40 Shell fără captare
177,68 Shell cu captare
297,86

Se poate observa că în cazurile fără captarea CO 2 eficienta neta este mai mare cu 12.52% în
cazul reactorului Siemens și cu 13.38% în cazul reactorului Shell. Scăderea eficienței nete a instalației
în cazurile pentru care s -a făcut captarea CO 2 este datorată creșterii semnificative a consumului de
energi e a instalației de captare a gazelor acide AGR și comprimarea CO 2. Emisiile de CO 2 sunt reduse
drastic pentru cazurile în care s -a făcut captarea dioxidului de carbon. Tehnologia IGCC are și alte
avantaje din punct de vedere al impactului asupra mediului: emisii scăzute de SOx și NO x, dar și
posibilitatea de a folosi ca materie primă cărbuni inferiori, dar și biomasă sau deșeuri.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
29
3.2.4 Studiu de caz: analiza performantelor instalației IGCC de co -generare
electricitate si hidrogen cu captarea si stocarea CO 2
În această secțiune sunt analizate performanțele instalației IGCC care produce electricitate si
hidrogen, cu captarea și stocarea CO 2, având la bază un reactor de gazeificare Siemens.

Tabelul 3.2 Indicatorii de performanță a instalației IGCC de co -generare electricitate și
hidrogen [1]

Din acest studiu se poate observa faptul că eficienta cumulată a procesului creste odată cu
creșterea cantității de hidrogen generată. Emisiile de dioxid de carbon scad cu creșterea cantității de
hidrogen generată . Datorită flexibilității instalației de a produce electricitate și hidrogen în funcție de

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
30
cererea la un moment dat, a eficienței cumulative mai mari în cazul co -generării, precum și cantitatea
de dioxid de carbon mai redusă, instalația de co -generare elec tricitate și hidrogen este o variantă foarte
atractivă.

3.3 Captarea CO 2 cu ajutorul post -combustiei
Captarea CO 2 cu ajutorul post -combustiei se referă la „spălarea" chimică a gazelor de ardere la
ieșirea din instalația de ardere.
Particularități:
– Se aplică cu ușurință după orice tip de instalație de ardere, nouă sau veche și indiferent de
tipul combustibilului;
– Eficientă de reținere peste 85%;
– Consum energetic ridicat;
– Instalație complexă, cu costuri ridicate;
– Solventul chimic de reținere a CO 2 este în general toxic;
– Tehnologie mai bine stăpânită și dezvoltată;
– Proces tehnologic relativ simplu.
Post-combustia este astăzi cea mai avansată tehnologie și poate fii adaptată cu ușurința la
capacitățile mari instalate la centralele electrice pe bază d e cărbune. Aceasta constă în separarea CO 2
din gazele de ardere cu ajutorul unui solvent (amină sau amoniac răcit). Ultimele cercetări arată că
metoda cu amoniac răcit poate îndepărta 85 -90% CO 2 din gazele de ardere. Tehnologia poate fi
aplicată atât la ce ntralele pe cărbune cât și la centralele pe gaze combustibile sau alte instalații
staționare de mare putere.
Câteva studii inginerești au ajuns la concluzia că procesele de absorbție (folosind turnuri
ambalate sau contactori cu membrană) sunt cele mai bune tehnologii disponibile.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
31

Fig. 3.8 Reprezentarea schematică a tehnologiei de post -combustie [3]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
32

Fig. 3.9 Instalație de captare a dioxidului de carbon cu ajutorul tehnologiei de post combustie [3]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
33
3.4 Captarea CO 2 cu ajutorul oxi -combustiei
Această metodă constă în arderea combustibilului fosil cu oxigen, în loc de aer, produsele
rezultate fiind H2O și CO 2 ușor de captat la sfârșitul procesului. Inconvenientul acestei tehnologii este
că se consumă cantități prea mari de oxigen pentru ardere ( problema care va putea fi înlăturată prin
cercetare), care, în prezent, se obține cu niște costuri ridicate. Tehnologia poate fi utilizată și la
centralele electrice existente, în prezent fiind studiate condițiile de adaptare.

Fig. 3.10 a) Schema simplificată de captare a CO 2 prin oxi -combustie [3]

Fig. 3.10 b) Cantitățile de substanțe produse din ardere în stadiul procesului tehnologic la punctele
A și B ale schemei „fig. 3.10 a)" [3]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
34

Fig. 3.11 Instalație de captare a dioxidului de carbon cu ajutorul tehnologiei de oxicombustie [3]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
35

Fig. 3.12 Randamentul unei centrale cu oxicombustie fără/cu captare de dioxid de carbon [6]

3.5 Tehnologii de captare a dioxidului de carbon in faza pilot
Tehnologiile de captare în faza pilot sunt următoarele:
– arderea în buclă chimică: transferul se face utilizând un "purtător solid", de regula un metal
(fig. 3.13);
membrane moleculare: gazele de ardere sunt introduse sub presiune într -o incintă separată de o
membrană moleculară, permisivă doar cu molecula de CO 2, astfel dioxidul de carbon trece prin
membrană și gazele fără CO 2 își continuă drumul (fig. 3.14).

Fig. 3.13 Arderea în buclă chimică [3]
Compresor de dmnd de carbon
Racilor și
condensator
, CiOjiidi jcait 0
»npintiri

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
36

Fig. 3.14 Captarea dioxidului de carbon cu ajutorul membranelor moleculare [3]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
37
CAPITOLUL IV

4.1 Transportul si injectarea dioxidului de carbon
După captare, CO 2 trebuie transportat la siturile de stocare adecvate. Transportul se face cu
camioane, cu vapoare și nu în cele din urmă prin conducte, care constituie, în general, cea mai ieftină
formă de transport. în 2008, în Statele Unite existau aproximativ 5.800 km de conducte de CO 2 .
Aceste conducte sunt utilizate în prezent pentru transportul CO 2 la câmpurile de producție petroliferă,
unde producția de dioxid de carbon este injectată în câmpuri mai vechi pentru producerea țițeiului.
Injectarea CO 2 pentru producere a de petrol este, în general, numită "recuperare mărita de țiței" sau
EOR. Transportul prin conducte se face la o presiune de peste 73,8 bari sub formă de fluid super critic
(fig. 4.1). Transportul cu camionul a dioxidului de carbon se face sub formă de fl uid la o presiune
aproximativă de 16 bari și o temperatură aproximativă de -50°C. La transportul pe vapor presiunea
este de aproximativ 6,5 bari și temperatura de 52°C.

Fig. 4.1 Diagrama diferitelor stări de agregare a dioxidului de carbon în funcție de presiune și
temperatură [4]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
38
Dar înainte de a fi transportat, dioxidul de carbon este comprimat (fig. 4.2) și adus în stare de
fluid dens, ce ocupă un spațiu semnificativ mai redus decât gazul. CO 2 înainte de a intra în conducte
este deshidratat pentru a ev ita coroziunea echipamentului și a infrastructurii, la presiuni foarte mari
formarea hidraților (cristale solide ca de gheață care pot înfunda echipamentul și conductele).
Compresia se face odată cu deshidratarea printr -un proces în mai multe etape: ciclur i repetate de
compresie, răcire și separare a apei. Presiunea, temperatura și conținutul de apă trebuie adaptate la
modul de transport și necesităților de presiune de la locul stocării. Factorii cheie pentru proiectarea
instalației de comprimare sunt fluxu l de gaz, presiunea de admisie și de evacuare, capacitatea termică
a gazului și eficienta compresorului. Tehnologia de compresare este disponibilă și utilizată la scară
largă în multe domenii industriale.

Fig. 4.2 Lanțul de operațiuni prin care trece dio xidul de carbon, ce include captarea, compresia
transportul și injecția, înainte de a fi stocat în formațiuni geologice [13]

Când ajunge la locul de stocare, dioxidul de carbon este Injectat cu presiune în rezervor (fig.
4.3). Presiunea de injecție trebuie să fie mult mai mare decât presiunea din rezervor, pentru a forța
împingerea fluidului existent în apropierea punctului de i njecție, dar presiunea de injecție nu trebuie
să depășească, în mod obișnuit, presiunea de fracturare a rocii, deoarece ar putea afecta rezervorul și
rocile acoperitoare. în subteran CO 2 devine un fluid dens, în stare supercritică (starea unui fluid la
presiune și temperatură deasupra punctului critic, proprietățile fluidului schimbând -se continuu, de la
aspect de gaz, la presiuni mici, la aspect de lichid, la presiuni mari) începând de la cca. 800 m
adâncime. Volumul său se reduce de la 1000 m3 la suprafaț ă la 2,7m3 la 2000 m adâncime. Acesta
este unul din factorii decisivi care fac ca stocarea geologică să fie atât de atractivă.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
39

Fig. 4.3 Injectarea dioxidului de carbon [12]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
40

CAPITOLUL V

5.1 Depozitarea dioxidului de carbon in formațiuni geologice
Dioxidul de carbon nu poate fi captat oriunde în subsol, mai întâi trebuind identificate
formațiunile geologice gazdă. Rezervoarele potențiale pentru stocarea geologică există în mai multe
locuri de pe Pământ și oferă suficientă capacitate pentru a diminua semnificativ efectele climatice,
induse de activitățile umane.
Există trei opțiuni principale pentru captarea dioxidului de carbon (fig. 5.1):
1. Zăcăminte epuizate de petrol și gaze – cunoscute în detaliu în urma operațiunilor de
explorare și expl oatare – oferă oportunități imediate pentru stocarea CO 2;
2. Acvifere saline – oferă un potențial mare, dar sunt mai puțin cunoscute;
3. Straturi de cărbune neexploatabile – este o opțiune pentru viitor când se va rezolva
problema injectării unor mari cantități de CO 2 în cărbune cu permeabilitate redusă. Odată injectat în
subsol, într -o rocă rezervor adecvată, dioxidul de carbon se acumulea ză în porii dintre granulele rocii
sau în fracturi, dislocând astfel orice fluid preexistent cum ar fi gazele, apa sau petrolul. Deci, rocile
gazdă pentru stocare geologică trebuie să aibă o permeabilitate și o porozitate ridicată.
Rezervoarele potențiale de captare a dioxidului de carbon trebuie să satisfacă mai multe criterii,
cum sunt:
-suficientă porozitate, permeabilitate și capacitate de stocare;
-prezenta unei roci impermeabile acoperitoare – așa numitul „cap rock" ( ex: marnă, argilă, sare
gemă etc.) care să prevină migrarea în sus a CO 2;
-prezenta unei „structuri capcană" – cu alte cuvinte, o structură cum ar fi cea de dom, care să
controleze migrarea dioxidului de carbon în cadrul formațiunii rezervor;
– situarea la o adâncime de peste 800 m, unde pre siunea și temperatura sunt suficient de
ridicate pentru a permite stocarea CO 2 în faza de fluid sub presiune cu maximizarea cantității
stocate;
– absența apei potabile: CO 2 nu va fi injectat în ape ce pot fi utilizate pentru consum și activități
umane.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
41

Fig. 5.1 Injectarea în straturi geologice adânci de roci poroase și permeabile (gresii, în fereastra
din stânga jos) acoperite de roci impermeabile (argile, fereastra stânga sus) care împiedică CO 2 să
migreze spre suprafață [5]

În Europa se găsesc numeroase bazine sedimentare, de exemplu sub Marea Nordului sau în
jurul lanțului muntos alpin (fig. 5.2). Numeroase formațiuni din bazinele din Europa îndeplinesc
criteriile necesare pentru stocarea geologică și sunt în prezent cartate și caracterizate de cercetători.

Fig. 5.2 Harta geologică a Europei cu principalele bazine sedimentare (elipsele roșii) unde pot fi
găsite locații adecvate de captare a CO 2[5]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
42
Odată ajuns în rezervor, dioxidul de carbon se va ridica gravitațional, umplând spațiile porilor
rocii gazdă sub roca impermeabilă acoperitoare. în timp, acesta se va dizolva și se va transforma, în
cele din urmă, în minerale. Aceste procese se petrec la scări diferite de timp și contribuie la o stocare
permanentă.
Pe măsură ce CO 2 este injectat, înce p să acționeze mecanismele descrise mai jos. Primul este
cel mai important și împiedică CO 2 să se ridice la suprafață. Următoarele două tind, cu timpul, să
crească eficienta și securitatea stocării.
1.Acumularea sub cap rock. Deoarece dioxidul de carbon dens este mai „ușor" decât apa,
el începe să se ridice în rezervor. Figura 5.3 ilustrează ascensiunea acestuia prin spațiul porilor
rocii (albastru) până când întâlnește „cap rock";
2.Imobilizarea în pori de mici dimensiuni (capcana reziduală) apare atunci când spațiul
porilor din roca rezervor este prea îngust ca dioxidul de carbon să migreze în sus, în ciuda
diferenței de densitate fată de apa din jur. Acest fenomen apare de obicei în timpul migrării și
poate imobiliza un procent mic de substanță, în funcție de proprietățile rocii rezervor;
3.Dizolvarea. O mică proporție din dioxidul de carbon injectat este dizolvat sau este
introdus în soluție de către saramura deja existentă în spațiul porilor. O consecință a acesteia
este că apa cu CO 2 dizolvat este mai grea și coboară spre partea inferioara a rezervorului.
Cantitatea ce se dizolvă este însă limitată de o concentrație maximă. Totuși, datorită deplasării
în sus a CO 2 injectat și in jos a CO 2 dizolvat, există o reînnoire permanentă între saramură și
dioxid de carbon, ducând, astfel, la mărirea cantității ce se dizolvă. Aceste fenomene sunt relativ
lente deoarece au loc în interiorul spațiului porilor. Estimări grosiere făcute în cadrul proiectului
Sleipner arată că, după 10 ani de injecție , este dizolvată aproximativ 15% din cantitatea de
substanță injectată.
4.Mineralizarea. CO 2, în special cu saramura din rezervor, poate reacționa cu mineralele
din care este alcătuită roca. Unele minerale pot fi dizolvate, pe când altele pot precipita, în
funcție de pH și de mineralele respective (fig. 5.4). Estimările de la Sleipner arată că numai un
procent relativ redus de CO 2 va fi imobilizat prin mineralizare și după o perioadă lungă de timp.
După 10000 de ani, numai 5% din cantitate va fi mineralizată , în timp ce 95% va fi dizolvată
fără a mai rămâne CO 2 liber în fază densă (fig. 5.5).
Importanta relativă a acestor mecanisme, depinde foarte mult de caracteristicile fiecărei
locații. De exemplu, în rezervoarele în formă de dom, CO 2 va rămâne în fază den să un timp mai
îndelungat, pe când în rezervoarele plane, cum este cel de la Sleipner, cea mai mare parte a
dioxidului de carbon se dizolvă sau se mineralizează. Evoluția proporției de CO 2, în diverse
mecanisme de capcană este ilustrată în figura 5.5.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
43

Fig. 5.3 Acumularea dioxidului de carbon sub "cap rock" [5]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
44

Fig. 5.4 CO 2 dens migrează în sus (bulele albastru deschis), dizolvă și intră în reacție cu granulele
rocii, ceea ce conduce la precipitarea mineralelor carbonice pe marginile granulelor (alb) [5]

Fig. 5.5 Evoluția în timp a CO 2 sub diversele lui forme [5]

Având la bază studiul sistemelor naturale, locațiile de stocare alese cu grijă nu vor prezenta
scurgeri. în general, căile potențiale de scurgeri sunt fie cauzate de om (cum ar fi foraje adânci), fie
naturale (cum ar fi sistemele de fracturi și falii).

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
45
Atât fora jele active cât și cele abandonate pot constitui căi de migrație deoarece, mai întâi ele
realizează o legătură între suprafață și rezervor și în al doi -lea rând ele sunt construite din materiale
ce se pot coroda de -a lungul unei perioade mari de timp (fig. 5.6). O complicație suplimentară este că
nu toate forajele au fost practicate prin utilizarea acelorași metode și astfel forajele mai noi sunt mai
sigure decât cele vechi. în orice caz, riscul scurgerii prin foraje este așteptat să fie redus, deoarece
atât cele noi cât și cele vechi pot fi monitorizate, foarte eficient, prin utilizarea unor metode
geochimice și geofizice și deoarece există deja tehnologia în industria petrolului pentru orice acțiune
de remediere necesară.

Fig. 5.6 Posibilități de migrare a CO 2 dintr -o gaură de sondă. Acesta poate scăpa prin locuri unde
materialele se deteriorează (c, d, e) sau la diferite contacte (a, b, f) [5]

Fluxul de -a lungul fracturilor și faliilor naturale, ce ar putea exista în cap rock sau în
formațiunile acoperitoare, este mai complex deoarece avem de a face cu fracturi plane și neregulare
cu permeabilitate variabilă. O bună înțelegere științifică și teh nică, referitoare la sistemele naturale
cu sau fără scurgeri, ne vor permite să proiectam lucrări de stocare a CO 2 care au aceleași caracteristici
ca și rezervoarele ce apar în mod natural și care au ținut în capcană CO 2 sau metan, timp de mii sau
milioane de ani.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
46
Din motive operaționale de siguranță socială și economică, toate locațiile de stocare a CO 2 vor
trebui sa fie monitorizate. Există deja o gamă largă de tehnici de monitorizare disponibile (fig. 5.7)
multe din ele fiind deplin verificate în industr ia petrol -gaze; este un curs de adaptare a acestor tehnici
la contextul CO 2. De asemenea se afla în curs de realizare cercetările de optimizare a metodelor
existente sau de elaborare ale unora noi, scopul fiind îmbunătățirea rezoluției și a gradului de
încredere, operare automată și eficacitate demonstrată.

Fig. 5.7 Metode de monitorizare a scurgerilor de CO 2 [5]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
47
CAPITOLUL VI

6.1 Captarea si stocarea CO 2 – oportunitate pentru Romania

Convenția cadru a Organizației Națiunilor Unite privind schimbările climatice, aprobată prin
Decizia 94/69/CE a Consiliului din 15 decembrie 1993, a avut ca obiectiv final stabilizarea
concentrațiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă, la un nivel care să împiedice orice perturbare
antropică periculoasă a s istemului climatic, care se poate realiza prin limitarea creșterii globale a
temperaturii medii anuale la suprafață, la maximum 2°C fată de nivelul preindustrial. în conformitate
cu cel de -al patrulea raport de evaluare al Comitetului Interguvernamental pe ntru Schimbările
Climatice (IPCC), adoptat la 17 noiembrie 2007, obiectivul de a reduce emisiile poate fi realizat
numai dacă emisiile globale de gaze cu efect de seră (GES) încetează să crească, cel târziu în 2020.
Aceasta presupune intensificarea efortur ilor depuse de Comunitate, implicarea rapidă a țârilor
dezvoltate și încurajarea participării țârilor în curs de dezvoltare la procesul de reducere a emisiilor.
Consiliul European și -a exprimat angajamentul ferm de a reduce până în 2020 emisiile totale de GES
din Comunitate, cu cel puțin 20% în raport cu nivelurile din 1990 și cu 30% în cazul în care și alte
tari dezvoltate se angajează să obțină reduceri comparabile ale emisiilor, iar țările în curs de
dezvoltare mai avansate din punct de vedere economic a duc o contribuție adecvată, în funcție de
responsabilitățile și capacitățile lor. Emisiile de dioxid de carbon rezultate din întrebuințarea
combustibililor fosili pentru producerea de energie, reprezintă în prezent sursa principală de încălzire
globală. Pe ntru a întreține rolul important al combustibililor fosili în mixt -ul energetic, trebuie găsite
soluții care să reducă impactul utilizării lor, la niveluri compatibile cu obiectivele legate de un climat
durabil. Producția de energie bazată pe cărbune în st atele UE -27 (cele 27 state membre ale Uniunii
Europene) a generat circa 950 milioane de tone de emisii de CO 2 în 2005, ceea ce reprezintă 24%
din totalul emisiilor de CO 2 din UE. Emisiile provenind din energia generată pe bază de cărbune la
nivel globa l se ridică la aproximativ 8 miliarde de tone de CO 2 anual. Combustibilii fosili rămân o
parte importantă a producției de energie electrică la nivelul UE și la nivel mondial, și în acest context,
strategiile de abordare în domeniul schimbărilor climatice t rebuie să cuprindă soluții de generare a
energiei electrice din combustibili fosili, cu emisii reduse de CO 2. Emisiile de CO 2 generate din
diferite sectoare de activitate la nivel european (conform International Energy Agency – IEA) sunt
prezentate în diag rama din figura 6.1. în ceea ce privește România, emisiile de CO 2 generate din
diferite sectoare de activitate evidențiază de asemenea contribuția majoră a sectorului energetic și a
transporturilor, ceea ce înseamnă că acestea sunt domeniile asupra cărora va trebui să acționăm astăzi
în vederea reducerii emisiilor de CO 2 (figura 6.2).

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
48
IEA prezintă de asemenea și contribuția statelor din OECD respectiv, non -OECD la creșterea
emisiilor de dioxid de carbon, între prezent și anul 2030. Se estimează că 97% din c reștere se va
datora statelor non -OECD, din care o treime fiind reprezentată doar de China, India și Orientul
Mijlociu (figura 6.3). Ca rezultat al deciziei Consiliului European de stabilire a unor obiective precise
în demonstrarea angajamentului ferm al U niunii Europene în lupta împotriva schimbărilor climatice,
în data de 23 ianuarie 2008, a fost dat publicității Pachetul Legislativ Energie – Schimbări Climatice,
care a cuprins următoarele propuneri:
-Modificarea Directivei 2003/87/CE în vederea îmbunătăți rii și extinderii schemei de
comercializare a certificatelor de emisii de GES;
-Decizia privind efortul statelor membre de a reduce emisiile de GES, astfel încât să se respecte
angajamentele Comunității de reducere a emisiilor de GES până în anul 2020;
– Directiva privind promovarea utilizării surselor regenerabile de energie;
– Directiva privind stocarea dioxidului de carbon.

Fig. 6.1 Emisiile de dioxid de carbon pe sectoarele de activitate la nivel european [7]

Fig. 6.2 Emisiile de dioxid de carbon pe sectoarele de activitate la nivelul României [7]

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
49

Fig. 6.3 Creșterea cantității emise de CO 2 , OECD vs. non. -OECD [7]

Aceste propuneri au fost adoptate de Parlamentul European în data de 17.12.2008 și aduc
obligații pentru statele membre, cu greu de onorat dacă nu se acționează acum. Schimbările climatice
respectă teoria bulgărelui de zăpadă, pot fi oprite din a se mai accentua dar nu se mai pot reduce
efectele acesteia, în consecință problema GES trebuie rezolvată urgent. Captarea și stocarea emisiil or
de CO 2 (Carbon Capture and Storage – CCS), parte din portofoliul acțiunilor de reducere a acestora,
poate fi utilizată pentru stabilizarea concentrațiilor de CO 2 din atmosferă. Aceasta constă în captarea
dioxidului de carbon de la instalațiile industria le, transportul către un amplasament de stocare și
injectarea în formațiuni geologice adecvate, în scopul stocării permanente sau pe termen nedefinit.
Pentru introducerea pe piață a tehnologiei de captare și stocare sunt necesare stimulente care să aducă
investiții substanțiale, necesare pentru această tehnologie suplimentară din partea centralelor electrice
și a industriei. Drept consecință, Comisia Europeană a propus un mecanism care să stimuleze
investițiile statelor membre și ale sectorului privat pentr u construirea și exploatarea, până în 2015, a
12 instalații demonstrative de captare și stocare a dioxidului de carbon. România, în calitate de stat
membru, ar putea beneficia de asemenea, de aceste stimulente, dacă se va decide construcția unui
pilot de l aborator pentru început, sau cel puțin ar putea să se implice în cele 12 proiecte demonstrative
din UE, astfel încât la momentul în care tehnologia va deveni comercială, să ne situăm în „linia întâi".
Marile companii energetice ce au ca obiect de activitat e producerea de energie pe bază de combustibili
fosili, au anunțat deja intenția de a construi 10 -12 centrale pilot de mari dimensiuni, care să testeze
diferitele metode de integrare a CCS în producerea de energie.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
50
6.2 Promovarea captării si stocării dioxidului de carbon in Romania

La data de 25 martie 2010, a avut loc la Palatul Parlamentului, Sala Drepturilor Omului, cea
de-a II-a ediție a Conferinței Internaționale "Promovarea captării și stocării CO2 în România". Grupul
coordonatorilor științifici: ZEP – Platforma Tehnologică Eur opeană pentru Centrale pe Combustibili
Fosili cu Zero Emisii, Rețeaua Europeană CO 2 GeoNet și organizația non -guvernamentală Bellona
Europa și organizatorii: Asociația Club CO 2, ISPE, GeoEcoMar și Grupul de Presă Reporter au lansat
spre dezbatere toate asp ectele legate de pregătirea și implementarea primului proiect demonstrativ de
captare și stocare a CO 2 în România.
România a decis intrarea în "Programul UE demonstrativ CCS" prin aprobarea de către
Guvernul României a „Planului de acțiune pentru implement area unui proiect demonstrativ privind
captarea și stocarea carbonului (CCS) în România". Pentru susținerea financiară a „Programului UE
demonstrativ CCS", UE a prevăzut o serie de mecanisme care pot fi utilizate pentru dezvoltarea
tehnologiilor CCS: EERP, NER Pool – EUA 300, alte fonduri comunitare. Conform declarației d -lui
ministru Sebastian Vlădescu, prezent la lucrările conferinței „Ministerul Finanțelor Publice va susține
toate demersurile necesare pentru accesarea fondurilor aferente mecanismelor de finanțare
disponibile la nivel UE, în special a fondurilor prevăzute de noua Directivă EU -ETS – Directiva
2009/29/CE. De asemenea, Ministerul Finanțelor Publice va sprijini demersurile necesare pentru
utilizarea la maximum a fondurilor care vor fi alocate României în cadrul bilateralei România –
Norvegia, pentru perioada 2009 -2014."
Experți de renume internațional au venit la București, în sprijinul factorilor de decizie și a
specialiștilor din țară, pentru a pregăti propunerea proiectului demonstrativ CCS și a creste șansele
României în cadrul competiției de accesare a fondurilor amintite. Conferința internațională a reunit
personalități din mediul diplomatic, politic și specialiști de renume din țară.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
51
CAPITOLUL VII

7.1 Prezentarea schematica a proiectului de captare si stocare a dioxidului de
carbon la CTE Turceni

Proiectul va fi implementat în regiunea de dezvoltare Oltenia – cea mai industrializată zonă,
aceasta fiind responsabilă de cca. 40% din emisiile de dioxid de carbon de la nivel națio nal. Proiectul
va fi derulat la grupul nr. 6 (330 MW) al CTE Turceni (fig. 7.1) și va fi vorba de un proiect integrat
de captare si compresie a CO 2 într-o cantitate de 1,5 Mt/an, transportul fiind făcut cu ajutorul unor
conducte subterane, dioxidul de carb on fiind stocat în formațiuni acvifere saline de mare adâncime.

Fig. 7.1 Planul general al CTE Turceni

Captarea dioxidului de carbon se va face cu tehnologia de post – combustie, cu un randament
minim de 85% și soluția de absorbție va fi amoniacul răcit. Transportul și stocarea dioxidului de
carbon va fi pe o rază de 50 Km fată de orașul Turceni.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
52
CONCLUZII

Studiile recente apreciază că mărirea eficienței energetice și dezvoltarea utilizării resurselor
regenerabile de energie nu sunt măsuri suficiente pentru stabilizarea concentrației de CO 2 în
atmosferă și stoparea încălzirii globale. Din acest motiv devine necesară captarea și stocarea CO 2.
În prezent se dezvoltă trei metode de captare a CO 2 generat din procesele de ardere:
postcombustia, oxi -combustia și pre -combustia. Deși post -combustia reprezintă tehnologia de captare
cea mai dezvoltată sunt necesare înc ă cercetări pentru perfecționarea acestei metode.
Se apreciază că stocarea în structuri geologice a CO 2 se remarcă prin capacitate mare și risc
scăzut, spre deosebire de stocarea în oceane, iar costurile de stabilizare a concentrației de gaze cu
efect de s eră ar fi mai reduse.
România dispune de capacități importante de stocare geologică a CO 2 în zăcămintele subterane
de țiței și gaze naturale aflate într -un grad avansat de epuizare. Sunt necesare studii urgente de
evaluare a condițiilor de eligibilitate a siturilor potențiale, în vederea implementării unor proiecte
demonstrative cu sprijin U.E.
Astăzi, sursele de energie regenerabilă furnizează 13% din energia consumată și ar putea ajunge
la 30% în 2030. Cu toate acestea, combustibilii fosili vor rămâne sur sa noastră principală de energie
pentru deceniile următoare.
Nevoia noastră constantă de energie implică funcționarea centralelor electrice 24 de ore pe zi,
7 zile pe săptămână. O singură centrală pe cărbune de 1.000 MW produce 6 milioane de tone de CO 2
în fiecare an pe o durată medie de funcționare de 40 de ani. Prea mult CO 2 conduce la încălzirea
globală, ce are ca efect schimbările climatice.

FACULTATEA
DE INGIN ERIE ȘI
DEZVOLTARE
DURABILĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE
Pag.
TEHNOLOGII AVANSATE DE PRODUCERE A ENERGIEI
Absolvent
ȘERBAN GEORGE DUMITRU
53
Bibliografie

[1] Goia, V., Sisteme de conversie energetica prin gazeificarea cărbunilor si biomasei cu captare
de CO2 – Rezumatul tezei de doctorat , Universitatea ,Babeș – Bolyai", Cluj – Napoca, 2011;
[2] Stratula, C., Purificarea Gazelor , Editura Științifică si Enciclopedica, București, 1984;
[3] Filip, R., Programul național pentru captarea si stocare a CO 2, cu orizont de timp 2020,
Tehnologii de captare si transport , Târgu -Jiu, 2010;
[4] Zamfirescu, M., Captarea, transportul si stocarea dioxidului de carbon, faza gazoasa ,
prezentare power – point;
[5] Reteaua Europeana de Execelenta CO 2 GeoNet, Ce ins eamna, de fapt, stocarea geologica a
CO 2;
[6] Constantin, c., Tomescu, C., Samoila, I., Captarea CO 2 in Romania?, Promoting CO 2 Capture
and Storage in Romania , Bucharest, 11 -12 september 2008;
[7] www.ecomagazin.ro;
[8] www.co2club.ro;
[9] www.ec.europa.eu .
[10]https://ro.wikipedia.org/wiki/%C3%8Enc%C4%83lzirea_global%C4%83#/media/File:Instrume
ntal_Temperature_Record_ro.png
[11]http://www.scrigroup.com/geografie/ecologie -mediu/COMBATEREA -POLUARII –
ATMOSFERIC14259.php
[12]http://greenly.ro/arii -protejate/ef ectele -injectarii -dioxidului -de-carbon -in-scoarta -terestra
[13]http://www.co2club.ro/ro/informatii -utile-CCS.html
[14] http://www.mmediu.ro/beta/wp -content/uploads/2013/04/2013 -04-Strategia -Nationala –
Schimbarile -Climatice.doc
[15] http://mmediu.ro/new/wp –
content/uploads/2014/02/Afaceri%20Europene/Legislatie/1_Directive%20UE/8_Schimbari%20cli
matice/Directivele%202003_87%202008_101%202009_29/HG%20529_2013.doc
[16] http://documents.tips/documents/captarea -si-stocarea -co-2.html
[17] http://documents.tips/documents/radu -filip-tehnologii -de-captare -si-transport -co2.html
[18] https://geofizicapentrutoti.wordpress.com/2013/10/31/stocarea -geologica -a-co2/
[19] http://documents.tips/documents/captarea -si-stocarea -co-2.html