Poluarea produsa prin arderea combustibililor petrolieri de motoare si de focare

Poluarea produsa prin arderea combustibililor petrolieri de motoare si de focare

1.Energia, combustibilii fosili si mediul

1.1. Aerul si agentii poluanti emisi in atmosfera

Multa vreme s-a crezut ca poluantii aerului, odata emisi, se pot eventual dispersa la concentratii neglijabile in atmosfera. Totusi, masuratori facute in ultimii 20-30 de ani au aratat ca aceasta credinta este eronata si incompleta deoarece:

Nu toata troposfera este disponibila pentru diluarea poluantilor emisi. Cele mai multe emisii poluante apar la suprafata Pamantului in straturile inferioare ale atmosferei si, in functie de conditiile meteorologice, in special cand apare o inversiune termica, poluantii se pot acumula in anumite zone, conducand la mari concentratii si 'smog'.

Poluantii emisi sufera schimbari in atmosfera ca urmare a dispersiei, amestecarii,reactiilor chimice. Mai devreme sau mai tarziu, mai aproape sau mai departe de sursa de emisie, acesti poluanti se reintorc la suprafata Pamantului intr-un numar de forme, unde pot avea efecte adverse asupra ecosistemului, oamenilor si constructiilor.

Componentii raman in atmosfera pe durate de timp (timpi de sedere) diferite,determinate de procesele de depunere sau de conversie chimica. Daca timpul de sedere este de cea. 30 zile, amestecarea verticala se poate extinde pe intreaga troposfera si transportul intre emisfere poate fi important. Pentru timpi de sedere de 6-12 luni, au loc
schimburi intre emisferele nordica si sudica ale poluantilor. Peste 12 luni, schimburile intre troposfera si stratosfera devin importante. Aceasta este calea prin care 'gazele de sera' si freonii emisi in Europa contribuie la problemele globale de mediu cum sunt cresterea efectului de sera si epuizarea ozonului stratosferic.

Compozitia chimica a atmosferei a evoluat de la formarea Pamantului, atingand in prezent un echilibru ce permite sustinerea vietii. Atmosfera 'naturala' este constituita aproape in intregime din N₂, O₂, Ar si H₂O, asa cum rezulta din tabelul 1 Poluantii sunt constituenti minori ai atmosferei dar pot deranja echilibrul acesteia si, in acest fel, sanatatea oamenilor, ecosistemul si conditiile de clima ale Pamantului.

Constituentii atmosferici sunt indepartati prin depunere si reactii chimice. Depunerea poate fi umeda, adica prin ploi si ninsori, sau sub forma uscata. Depunerea umeda, atat a gazelor cat si a particulelor, este eficienta dar episodica.

Timpii de sedere ai gazelor in atmosfera sunt foarte diferiti, asa cum rezulta din tabelul 1, de la mai putin de o ora, de exemplu compusii organici volatili reactivi cum este ciclopentadiena, la mai multe decenii ca in cazul freonilor. Vantul poate usor transporta poluantii la scara continentala, chiar la timpi de sedere de 1-2 zile si poluantii vor fi retinuti in troposfera la nivele de 1-2 km. Rezulta ca nivelele de poluare in Europa sunt dominate de emisiile europene.

Transformarile chimice convertesc poluantii primari (emisi direct, cum ar fi SO₂ sau NO_x) in poluanti secundari (cum ar fi acizi si particule de sulfati si nitrati). Transformarile chimice nu indeparteaza poluantii din atmosfera dar ii convertesc in substante cu proprietati de depunere si efecte diferite. De exemplu, numai o foarte mica proportie djn NO_x,este indepartat prin depunere umeda. Insa, dupa transformarea in acid azotic, depunerea umeda devine procesul major de indepartarea acestui poluant.          

Tabelul 1 Concentratia medie a componentilor aerului curat si timpul mediu de sedere al acestora

Nota: Pentru poluantii cu timpi scurti de sedere domeniul indicat se intinde de la zone curate la orase poluate.

Poluarea urbana si locala a aerului

Traficul, procesele de combustie si productia industriala sunt insotite de emisii de poluanti in aer. Aceste activitati sunt mai numeroase in zonele urbane si duc la cresterea nivelelor de concentratii ale agentilor poluanti in aceste zone.

Se va observa cu usurinta aportul arderii combustibililor fosili la emisiile principalilor poluanti ai aerului, care trebuie insa corelat cu ponderea actuala a acestor combustibili in productia totala mondiala de energie.

Pentru evaluarea nivelului de poluare, tinand seama de tipul de poluant, timpul de expunere si efectul asupra sanatatii,. Organizatia Mondiala a Sanatatii (OMS) a elaborat recomandarile privind calitatea aerului pentru concentratii ale agentilor poluanti relevanti si efectele acestora, date in tabelul 2. Principalele surse de poluare care contribuie la totalul emisiilor componentilor mentionati in tabelul 2 sunt date in tabelul 3.

Tabelul 2 Recomandarile OMS privind calitatea aerului

Tabelul 3 Sursele principale de emisii pentru diferiti poluanti

Note: A Intre 5 si 25% din totalul emisiilor in orase neindustriale

Intre 25 si 50% din totalul emisiilor in orase neindustriale

Mai mult de 50% din totalul emisiilor in orase neindustriale

Cu exceptia plumbului

1.2. Energia, eficienta energetica si mediul

De la inceputul acestui secol,diverse activitati umane au crescut la rate fara precedent,cu efectul unor poveri de nesuportat asupra eco-sistemului planetei noastre,dincolode capacitatea sa de a se adapta si de a absorbi schimbarile.

Pe parcursul acestei perioade, populatia a crescut de trei ori si a facut considerabile progrese socio-economice, realizand presiuni impresionante asupra agriculturii si a altor resurse naturale. De exemplu, suprafata de pamant cultivata a crescut de doua ori in timp ce productia industriala a crescut de 50 de ori pentru a satisface nevoile a 5,7 miliarde de oameni, dintre care majoritatea traieste inca in conditii mizerabile, daca nu inumane. Pentru a sustine dezvoltarea agriculturii si a industriei si pentru a intruni alte cerinte de dezvoltare socio-economica, consumul de energie a crescut de 30 de ori in aceasta perioada. Consumul altor surse naturale ale planetei este de asemenea derulat cu o viteza foarte mare. In consecinta, exista o deteriorare vizibila a solului, padurilor, oceanelor si a atmosferei. Aceste presiuni sunt probabil sa creasca in continuare in urmatoarele decenii, pe masura ce populatia continua sa creasca. Tarile in curs de dezvoltare sufera un proces de dezvoltare economica iar tarile industrializate cauta in continuare modalitati de imbunatatire a' standardului lor de viata.

Dintre diversii factori responsabili de degradarea mediului natural, sursa cea mai poluanta este utilizarea energiei. Aproape 3/4 din consumul mondial actual de energie comerciala este datorat tarilor dezvoltate care au suferit o industrializare pe scara larga de-a lungul ultimilor 100 de ani si acum

detin circa 80% din productia industriala a lumii si 66% din produsul intern brut   la nivel mondial. Tarile in curs de dezvoltare,cu o pondere de 76% din populatia lumii, detin numai 26% din utilizarea energiei comerciale globale. Exista o mare discrepanta intre nivelele consumurilor energetice intre cele doua grupe de tari. Media pentru tarile in curs de dezvoltare este de numai 0.7. tep/capita, fata de 4.7 tep/capita in tarile dezvoltate.In timp ce tarile in dezvoltare urca scara dezvoltarii,nivelul consumului lor de energie este limitat in crestere.Exista teama ca degradarea mediului cauzata de ti crestere mai mare a consumului de energie in aceste tari cu populatii dense, ar putea constrange sever, perspectivele dezvoltarii lor socio-economice viitoare,daca nu se gaseste o cale de spargere a acestui cerc vicios.

Impactul cu mediul al diverselor surse de energie.

Toate sursele de energie, fie ele combustibili fosili, hidroenergii, energie nucleara, biomasa sau energie solara, au asociate diverse niveluri de impact negativ, (advers) cu mediul. Aceste impacturi acopera intregul domeniu de activitati: productia, conversia, transportul si utilizarea finala a diversilor combustibili. Unele dintre impacturi pot fi localizate in natura, in timp ce altele pot avea implicatii regionale si globale. Anumite impacturi majore cu mediul, asociate cu diverse activitati aferente energiei, sunt infatisate in schema de mai jos, clasificate drept impacte locale, regionale si globale.

Tabelul 4 compara consumul energetic comercial global al anilor 1950 si 1990. Se vede ca de-a lungul acestei perioade, sistemul energetic global a ramas dominat de combustibili fosili - carbune, petrol si gaze -si ca contributia lor a scazut usor de la circa 98% in 1950 la 87% in 1990. Studii recente ale WEC arata ca combustibilii fosili vor continua sa detina partea leului - peste 80% - in totalul furnizorilor de energie de-a lungul urmatoarelor trei decenii, cu o scadere graduala a contributiei petrolului, la cca.31%, in timp ce partea ce revine gazelor creste la cca. 25% pana in anul 2000. Luand in considerare resursele sale mari, carbunele, care este cea mai poluanta forma de combustibili fosili, este de asteptat sa pastreze partea sa de 25-29% de-a lungul acestei perioade.

Tabelul .4. Consumul mondial de energie, istorie si perspectiva

Printre impactele cu mediul asociate cu combustibilii fosili, cele mai importante,avand implicatii locale,regionale si globale sunt smogul urban/ fotochimic, ploile acide si posibilitatea incalzirii globale ca urmare a efectului de sera. Toate acestea sunt cauzate de emisia de poluanti gazosi in timpul arderii combustibililor fosili. Emisiile mondiale ale unor gaze poluante datorate activitatilor aferente energiei in 1990 au fost: 

SO₂: 65 Milioane tone de sulf

NO_x : 24 Milioane tone de azot _

CO₂:6 Miliarde tone de carbon

Smogul urban /fotochimic In interiorul si in jurul marilor orase, concentratia de ozon la nivelul solului creste datorita interactiunii fotochimice a radiatiilor solare cu NO_x si cu hidrocarburile arse eliberate in gazele de esapament. Impactul tipic advers asupra mediului al acestei cresteri ale concentratiei de ozon, cunoscut ca smogul urban/fotochimic, se manifesta prin: iritatia ochilor, slabirea functionarii plamanilor si afectarea pomilor si culturilor. Pe langa tarile industrializate, unele tari in curs de dezvoltare se confrunta acum cu acest fenomen.

Ploile acide Interactiunile atmosferice implicand NO_x si SO₂ conduc la formarea de acid azotic si de acid sulfuric, care produc ploi acide cand sunt carate pe sol odata cu precipitatiile. Impactul lor principal il constituie cresterea aciditatii lacurilor, raurilor si apelor subterane; afectarea padurilor si a culturilor; eroziunea cladirilor si a structurilor metalice. Fenomenul are dimensiuni regionale si a afectat mai ales nordul S.U.A., Europa,.China, si India datorita largii utilizari a carbunilor cu continut mare de sulf:

Incalzirea globala Cresterea concentratiei de CO₂ in atmosfera este probabil sa rastoarne balanta dintre radiatiile solare venite si radiatiile infrarosii plecate, datorita efectului de sera, conducand la o crestere a temperaturii medii globale. Concentratia in atmosfera a CO₂ a fost in crestere in anii recenti cu o rata de 0,35% pe an. Aceasta crestere se crede a fi in principal cauzata de CO₂ eliminat prin consumul de combustibili fosili. Se estimeaza ca, daca tendinta

prezenta de emisie a CO₂ si a altor gaze de sera (de exemplu CH₄, CFCs) continua,temperatura de suprafata medie globala poate creste cu 2-4°C pana la mijlocul secolului urmator. Impactul major asteptat al incalzirii globale se traduce prin: cresterea nivelului marilor; posibilitatea cresterii furtunilor tropicale; alteratii ale precipitatiilor regionale;schimbari in structura si productivitate in agricultura; impact negativ asupra sanatatii oamenilor.

Eficienta energetica: Consumul mondial de energie comerciala va creste de la 7,9miliarde TOE in 1990 la 12,0 miliarde in 2020, cu o crestere numai marginala a consumului in tarile dezvoltate (de la 5,8 miliarde tep la 6,4 miliarde tep),dar cu mai mult de doua ori si jumatate in tarile in curs de dezvoltare(de la 2,1 miliarde tep la 5,6miliarde tep).Baza acestor estimari este presupunerea ca intensitatea energetica(adica consumul de energie pe unitatea
fie PIB) atat in tarile dezvoltate, cat si in cele in curs de dezvoltare, va creste substantial intre 1990-2020: cu circa 50% in tarile dezvoltate si cu circa 40% in tarile in curs de dezvoltare.Acest lucru este posibil deoarece:

a) maturitatea economica conduce la o reducere a intensitatii energetice;

b) exista o mare probabilitate ca pretul mondial al energiei, in special a titeiului si a gazelor naturale, sa creasca in termeni reali in urmatorii 30 de ani datorita diminuarii resurselor globale de combustibili fosili;

c) cresterea problemelor de mediu va determina toate tarile sa adopte reglementari mai drastice pentru emisiile poluante si, de asemenea, sa ia masuri pentru cresterea eficientei in acest domeniu.

Reducerea intensitatii energetice estimate pentru tarile dezvoltate nu va fi probabil prea dificil de atins tinand seama de faptul ca, urmare a crizei petrolului din anii 1970, aceste tari au recurs deja la masuri puternice de conservare a energiei si crestere a eficientei.

Energia este o materie prima cruciala pentru bunastarea popoarelor lumii. Diferitele sisteme pentru aprovizionarea ei sunt parte ale unei retele interactive complexe,de la resursele primare de combustibil, pana la conversia acesteia pentru nevoile consumatorului final individual.

In ultimele decenii energia a devenit de un interes mondial major datorita pe de o parte internationalizarii distributiei resurselor ei iar pe de alta parte a efectului_global asupra mediului, in particular a efectului CO₂ emis prin utilizarea combustibililor fosili, asupra schimbarilor de clima.

In urmatoarele decenii cresterea economica a tarilor in curs de dezvoltare va domina viitorul energiei in lume iar ca rezultat, concentratia de CO₂ in atmosfera va creste.De aici,importanta cresterii eficientei utilizarii energiei provenite din combustibilii fosili in aceste tari,in paralel cu programele in derulare in acest sens in tarile industrializate.

Perspectiva globala

a) Cererea: Aprovizionarea cu energie este esentiala pentru dezvoltarea sociala si cresterea economica. Cererea de energie este determinata de serviciile finale de utilizare pe care energia le prevede: incalzire, racire, iluminat, gatit, deplasare, forta (motive force, motive power).

In urmatoarele decenii, cererea de energie va creste masiv, in special in tarile in curs de dezvoltare. Cu cresterea populatiei se accentueaza necesitatea

de a prevedea cantitatea de energie ceruta de aceasta, simultan cu cerinta de a evita consecintele de mediu care pot incetini dezvoltarea sociala si cresterea economica.

Pentru a atinge aceste obiective se sugereaza printre altele: tehnologii moderne cu eficienta energetica mare; finantarea cercetarii pentru noi surse de energie; incurajarea consumatorilor in vederea folosirii eficiente a energiei; renuntarea la sistemele ineficiente in domeniul energetic. Cum, in mod curent, un sistem energetic poate fi schimbate in cca.30 de ani, un sistem mai eficient poate fi disponibil in anul 2020.

b) Aprovizionarea: In urmatorii 30 de ani se estimeaza o substantiala crestere a cererii atat de combustibili fosili cat si din alte surse. Previziunile facute infatiseaza diferite modalitati de a raspunde cererii de energie. De exemplu: cresterea utilizarii energiei nucleare sau,carbunele va contribui la asigurarea acestei cresteri. Aceste alternative sunt indepartate deoarece: titeiul este inegal distribuit pe glob si, in acelasi timp, cererea de titei este intr-o puternica crestere in special in domeniul transportului; gazele naturale, sunt de asemenea,inegal distribuite si cererea in crestere; energiile regenerabile vor deveni disponibile gradual.

In consecinta, se estimeaza urmatoarea evolutie pana in anul 2020

Combustibilii fosili: vor continua sa fie cele mai importante surse de energie in lume in urmatoarele decenii. Pentru intreaga lume, la nivelul actual de consum, rezervele actuale de carbune ar putea asigura aprovizionarea pe o durata de cca. 250 de ani, titeiul peste 50 de ani si gazele naturale peste 65 de ani. Dupa 2020, aprovizionarea cu titei si gaze naturale va creste ca pret datorita scaderii disponibilitatii, provocand tensiuni sociale in unele regiuni. De asemenea, se estimeaza: cresterea importurilor de titei, gaze naturale si carbune pe glob in
urmatorii 30 de ani; comertul international cu produse energetice si cu tehnologii va creste in importanta in urmatoarele decenii.

2.Energia nucleara. Desi are o influenta slaba asupra mediului, totusi aspectele privind siguranta si proliferarea armelor nucleare au franat expansiunea acesteia si,in unele tari,ameninta mentinerea productiei de energie electrica.Mai mult,interesul a scazut in ultimii ani fata de reactoarele nucleare regenerative(breeder reactor)si fata de fuziune,ambele necesare in viitor pentru producerea de electricitate pentru secolele viitoare.Totusi, incepand cu 2020
va fi prealabil larg recunoscut ca puterea nucleara si carbunele sunt cele doua optiuni disponibile imediat pentru producerea de energie electrica. Daca apar schimbari majore de clima, ca o consecinta a utilizarii combustibililor fosili,puterea nucleara va deveni rapid sursa majora ce va fi aleasa.

Sursele regenerabile contribuie in prezent cu cea 18% din energia primara mondiala si ponderea acestora nu va creste in urmatoarele decenii. Din acestea, 60% revine biomasei iar30% hidroenergiei. Restul de 10% revin dupa cum urmeaza: 8% pentru 'modern biomass' iar'noilor' regenerabile (eoliana, solara, geotermala, mici centrale hidro, oceanice, flux etc.) mai putin de 2%.

Mediul in ciuda aspiratiilor ”Declaratiei de la Rio” din 1992, activitatile energetice globale au condus la cresterea in atmosfera a concentratiei gazelor de sera (green house gases).De fapt, chiar si tarile industrializate nu vor fi in stare sa revina cu aceste emisii la nivelul din 1990 in anul 2000.Tarile in curs de dezvoltare, confruntate cu resurse financiare limitate, sunt obligate sa se orienteze spre aspecte locale si regionale de mediu cum ar fi poluarea apei,
solului si aerului; nevoile unor mai bune conditii de locuit si de curatenie; imbunatatirea nivelului de sanatate si o mai rationala dispunere a reziduurilor. incurajarea cresterii economice robuste ramane strategia cea mai buna pe termen lung pentru asigurarea resurselor disponibile pentru sustinerea mediului.