tehnologii curate

TEHNOLOGII CURATE [dupa H. Vermesan, I. Bostan, I. Vida-Simiti]

Prof. dr. ing. Ioan Vida-Simiti

Tehnologii Curate

♦ Tehnologiile curate se refera la produse, servicii sau procese care genereaza valoare folosind foarte putine resurse neregenerabile, sau care creeaza semnificativ mai putine deseuri conventionale.

Tehnologiile curate cuprind produse si servicii care: ♦ Utilizeaza materiale regenerabile si resurse de energie sau reduc utilizarea resurselor naturale prin cresterea eficientei si a productivitatii folosirii lor; ♦ Reduc sau elimina poluarea si deseurile toxice; ♦ Asigura performante egale sau superioare comparabil cu oferta conventionala; ♦ Asigura investitorilor, companiilor si beneficiarilor cresterea profiturilor, reducerea costurilor si preturi mai scazute; ♦ Creeaza locuri de munca în management, productie si dezvoltare.

Tehnologiile curate Se aplica in urmatoarele sectoare principale: ♦ producerea energiei; ♦ transporturi si producere de combustibili; ♦ tratarea apei potabile (desalinizare); ♦ ingineria materialelor.

Exemple semnificative de Tehnologii curate: ♦ reconversia energiei solare (celule solare fotovoltaice); ♦ reconversia energiei eoliane; ♦ producerea de biocombustibili; ♦ materiale plastice bazate pe biotehnologie; ♦ baterii litiu-ion; ♦ desalinizarea apei, prin osmoza inversa.

Tehnologiile curate în dezvoltare: ♦ energia mareelor; ♦ pile de combustie; ♦ utilizarea hidrogenului ca sursa de energie; ♦ vehicule hibride; ♦ obtinerea nanomaterialelor.

Aspecte care impulsioneaza adoptarea si dezvoltarea rapida a tehnologiilor curate:

1. Costurile. Costurile tehnologiilor curate sunt în scadere, în timp ce costurile combustibililor fosili sunt în crestere. 2. Capitalul. Un flux fara precedent de capital din sectorul privat sau public, se investesc în tehnologii curate (miliarde de dolari).

3.Competitia. Guvernele sunt într-o competitie agresiva în cursa de dominare a sectorului tehnologiilor curate si crearea de locuri de munca pentru viitor, în acest sector. 4.China. Tehnologiile curate sunt determinate de necesitatile impuse nu doar de catre economiile mature, cât si de necesitatile explozive pentru resurse în China, India, etc. Nevoile energetice în crestere ale acestora conduc la dezvoltarea tehnologiilor curate în sectoarele: energie, transporturi, constructii si alimentare cu apa.

5.Consumatorii. Consumatorii cer produse si servicii curate, folosirea eficienta resurselor naturale, reducerea costurilor si promovarea calitatii înaintea cantitatii. 6.Clima. Dezbaterea în jurul schimbarilor climatice.

Principalele tehnologii curate

♦ Crestere pe piata mondiala de la 30% la 50% pe an. Se estimeaza ca energia solara va concura în ce priveste costurile, cu energia electrica, înainte de anul 2020; ♦ Industria solara va fi dominata de cei care vor reusi sa reduca semnificativ costurile de productie, de instalare si de integrare a modulelor foto-voltaice peste tot, de la acoperisurile cladirilor, la utilitati de infrastructura.

Energia solara:

În contrast cu combustibilii fosili şi cel nuclear, epuizabili şi care, în

esenţă, sunt surse stocate de energie, formate pe parcursul a multor

milioane de ani, sursele regenerabile de energie (SRE) sunt definite ca

"energii obţinute din fluxurile existente în mediul ambiant şi care au un

caracter continuu şi repetitiv"

Fig. 1. Circulatia fluxurilor de energie: regenerabila si din surse fosile

Energia solară - sursă principală de energie regenerabilă.

In funcţie de provenienţa lor,

SRE se clasifică în două grupe:

• prima include energia solară şi

derivatele acesteia eoliană,

hidraulică, energia biomasei,

valurilor maritime, termică şi

fotovoltaică ( figura 2 )

• a doua grupă de SRE nu este

de origine solară şi include doar

două tipuri de energii: geotermală şi energia mareelor

Sisteme de conversie a energiei solare in energie termica

Sisteme de conversie a energiei solare in energie electrica


♦ Între anii 1995 si 2006, capacitatea globala eoliana instalata s-a extins de cinci ori, de la mai putin de 5000 MW la peste 74000 MW; ♦ Pe lânga marii producatori de energie eoliana, exista proiecte locale profitabile, la scara mai mica; ♦ Piata de noi materiale pentru turbine si sisteme de control pentru fermele eoliene este practic nelimitata; ♦ Tari ca Germania si Danemarca (Spania) obtin energie electrica pâna la 15% din energia eoliana; ♦ Industria eoliana este campioana la resurse regenerabile.

Energia eoliana:

Sisteme de conversie a energiei eoliene

Sisteme de conversie a energiei eoliene in energie electrica


♦ În prezent,Brazilia obtine peste 30% din combustibilii pentru vehicule din etanol din trestie de zahar; ♦ În SUA, etanolul este o industrie de aproape 215 miliarde litri pe an (cca.5% din consumul total de combustibili rutieri); ♦ O oportunitate o constituie distilarea combustibililor din culturi nealimentare celulozice; ♦ Dezvoltarea de noi metode de rafinare si distributie de biocombustibili, sunt surse de profit, pe masura adoptarii în masa a biocombustibililor.

Biocombustibili :


♦ Utilizeaza cu 30% mai putina energie decât cladiri clasice, de aceleasi dimensiuni; ♦ Sunt în general mai luminoase, mai sanatoase si mai estetice; ♦ Birourile verzi de exemplu, renteaza datorita economiilor de energie, dar si prin pastrarea, participarea si productivitatea angajatilor; ♦ Cladirile verzi, cum sunt casele, apartamentele, scolile, ansamblurile rezidentiale, folosesc iluminare economica, materiale de constructie noi, aparate eficiente energetic si sisteme de management energetic.

Cladiri verzi:


♦ Vehicule hibride (HEV); ♦ Hibrizi cu alimentare plug-in; ♦ Motociclete, scutere si motorete mai eficiente si mai putin poluante.

Transport de persoane:


♦ Apa curata (potabila) este în scadere; ♦ În zone ca Israel si Singapore, se aplica tehnologii de desalinizare a apei sarate; ♦ Se utilizeaza nanotehnologii pentru filtrarea si purificarea apei; ♦ Se estimeaza ca aproximativ 1 miliard de oameni nu au acces la o sursa de apa potabila; ♦ Creste amenintarea de scadere abrupta a surselor de apa, datorita poluarii, consumului rapid de apa, sau a dezastrelor naturale.

Filtrarea apei:

se consideră o soluţie apoasă care conţine o substanţă dizolvată, într-un recipient realizat dintr-o membrană semipermeabilă, introdus într-un vas cu apă

apa din vasul exterior va pătrunde prin membrana semipermeabilă în vasul interior tinzând să egaleze concentraţiile.

creşterea în volum a soluţiei este evidenţiată cu ajutorul unui tub introdus în dopul vasului cu soluţia mai concentrată

presiunea hidrostatică, egală cu presiunea osmotică egalează presiunea cu care pătrunde apa prin membrana semipermeabilă

dacă asupra lichidului din vasul interior se aplică o presiune p mai mare decât presiunea osmotică, atunci are loc fenomenul invers de trecere a apei din vasul interior (cu soluţie mai concentrată) în vasul exterior (cu apă sau soluţie mai diluată) fenomen de osmoză inversă

Principiul osmozei

1 – membrană semipermeabilă 2 – soluţie de sare concentrată 3 – soluţie diluată

osmoza directă osmoza inversă

Osmoza inversă (OI) este un proces de trecere a unui lichid

dintr-o soluţie mai concentrată în altă soluţie mai diluată printr-o membrană semipermeabilă, dacă asupra soluţiei mai concentrate se aplică o presiune mai mare decât presiunea osmotică

Condiţii specifice:

• forţa motrice de separare diferenţa de presiune Δp = (10 – 100) bar

• materiale care trec prin membrană: solvenţi (apa)

• materiale reţinute de membrană: particule dizolvate sau coloidale

• Aplicaţii: desalinizarea apei, tratarea apei ultrapure (potabile), epurarea fluidelor tehnologice, industria laptelui, fabricarea sucurilor, etc.

• Prin osmoza inversă se pot separa substanţe dizolvate cu dimensiuni

moleculare (între 10 –4...10–3 m, respectiv 1...10 Å) mai este denumită hiperfiltrare permite reţinerea glucozei, clorurii de sodiu, etc.

• Relaţiei de calcul a presiunii osmotice (po) legea lui van’t Hoff:

– coeficientul presiunii osmotice

n – numărul de moli ai substanţei dizolvate

v – volumul de soluţie

n/v – concentraţia substanţei solide dizolvate *mol/l+

T – temperatura

R – constanta gazelor

• Materiale utilizate la confecţionarea membranelor OI: acetatul de celuloză, nylonul şi poliamidele


♦ Surse de energie portabile, usoare, durabile, pentru: - consumatoricasnici; - armata; - zone rurale, greu accesibile; - zone de catastrofe. ♦ Oportunitati de dezvoltare: - panouri solare eficiente, - pile de combustie portabile; - nanotehnologii aplicate în domeniul bateriilor.

Surse de energie mobile:

tehnologii curate

Documents