Proiectul DONAU CHEM , PROIECT ARCSSNTQ– Asociația Română pentru Cercetări Avansate, Nanotehnologii și Tehnologii Quantice prin CERP Moldova – membru fondator al ARCSSNTQ
Autor:
ing. Tudor Găureanu
Colaboratori:
Prof.dr ing. Ecaterina Andronescu
Prof. dr. ec. Ion Pîrgaru
Prof. dr. ing. Mihai Albulescu
Prof. dr ing. Dan Hazaparu
Dr. Ing. Virgil Metea
Dr. ing. Valentin Silivestru
CS. ing. Marius Teodorescu
Rezumat
România a realizat în ultimul deceniu investiții semnificative în capacități de producere a energiei electrice din surse regenerabile intermitente, în special fotovoltaice și eoliene, valoarea acestor investiții depășind 6 miliarde de euro. Cu toate acestea, caracterul variabil al acestor surse, corelat cu rigiditatea relativă a consumului din Sistemul Energetic Național (SEN), conduce la pierderi structurale de energie nevalorificată. Articolul analizează această disfuncționalitate și propune o soluție integrată de tip „power-to-X”, concretizată în proiectul DONAU CHEM, care valorifică surplusul de energie regenerabilă prin producția de hidrogen verde și conversia acestuia în îngrășăminte chimice.
1. Contextul investițional și geografic
În ultimii ani România a direcționat investiții de peste 6 miliarde euro (fara prosumatori) în dezvoltarea capacităților de producere a energiei electrice din surse regenerabile intermitente – în principal centrale fotovoltaice și parcuri eoliene. Aceste capacități sunt concentrate de-a lungul Dunării preponderent în sudul și sud-estul țării, beneficiind de condiții favorabile de iradiere solară și potențial eolian.
mai mult de 6 MILIARDE EURO – Valoarea investitiilor din Romania in surse intermitente de energie regenerabila (eoliene si fotovoltaice)
5,1 GW – puterea insumata a surselor intermitente de energie verde legate la SEN
Puterea instalată cumulată a acestor surse dispecerabile depășește 5,1 GW:
(sursa: „Raport semestrial ianuarie-iunie, 2025 CNTEE Transelectrica”)
eoliene – 3,05 MW si fotovoltaice – 2,1 MW.
2. Disfuncționalități în exploatarea capacităților instalate
În pofida acestui efort investițional major, gradul efectiv de utilizare a acestor capacități, respectiv factorul de capacitate calculat pentru sem. 1 – 2025, rămâne semnificativ sub potențial. Datele arată că:
- Surse fotovoltaice: factorul de capacitate recomandat pentru sudul Romaniei este de 18% (sursa: SOLAR POWER EUROPE- SE Europa). In perioada analizata s-a utilizat 11,4%, rezultand o neutilizare de 7,6%. Acest factor de neutiliuzare ne arata ca 1,5 TWh pe an nu au putul fi absorbiti in SEN.
- Surse eoliene: factorul de capacitate recomandat pentru regiunea de SE a Romaniei-Dobrogea (sursa: WIND EUROPE – CF regionale) este de 35% iar factorul de utilizare inregistrat a fost de 24,3%, situatie in care cantitatea anuala de energie pierduta (nu a putut fi absorbita de SEN) a fost de 2,7 TWh
Această subutilizare, nu reflectă o problemă tehnologică, ci una sistemică: caracterul intermitent al producției nu este compatibil cu profilul relativ rigid al consumatorilor legati la SEN și cu limitările infrastructurii energetice. Din acest motiv SEN nu a putut absorbi o cantitate de 4,2 TWh/an, energie electrica din surse regenerabile, aceasta cantitate reprezentand aprox. 10% din consumul anual de energie electrica al Romaniei.
4,2 TWh – Cantitatea anuala de energie electrica din surse regenerabile-intermitente care nu a putut fi absorbita de SEN
3. Necesitatea unor consumatori flexibili de energie
Soluția structurală nu constă exclusiv în creșterea capacităților de producție sau în extinderea rețelelor, ci în crearea unor consumatori mari de energie cu profil flexibil, capabili să își adapteze consumul în funcție de disponibilitatea surselor de energie electrica legate la SEN.
Acești consumatori noi vor trebui sa indeplineasca cateva conditii fundamentale de consum care vor duce in primul rand la stabilizarea functionarii SEN:
- au capacitatea de functionare în regim variabil
- sunt capabili să absoarbă rapid valori mari ale surplusurilor / variatiilor de energie asigurand o anvelopa adecvata a surselor intermitente de energie
4. Limitele stocării și emergența hidrogenului verde Stocarea energiei electrice la scară mare rămâne în prezent limitată atât din punct de vedere tehnic cât și economic. În consecință la nivel internațional s-a conturat o soluție alternativă: conversia energiei electrice în hidrogen verde prin electroliza apei.
Această tehnologie prezintă avantaje majore:
- rată de conversie foarte mare: aproximativ 55 kWh/kg hidrogen;
- flexibilitate operațională ridicată: electrolizoarele moderne au o variatie instantanee de incarcare cuprinsa între 15% și 110% din capacitate
- raportandu-ne la cererea de hidrogen verde pentru diferite activitati industriale aceste sisteme au capacitate foarte mare de absorbție a energiei electrice produsa de sursele intermitente in regim variabil de functionare.
5. Hidrogenul verde și industria îngrășămintelor
Utilizarea hidrogenului verde este deja consacrată la nivel global pentru producția de amoniac (tehnologia „green ammonia”), materie primă esențială pentru producția de îngrășăminte chimice precum ureea și azotatul de amoniu.
În tehnologia convențională:
- hidrogenul (încadrat ca „hidrogen gri”) este produs prin reformarea gazului metan (tehnologie SMR);
- procesul este asociat cu emisii semnificative de CO₂: 11 tone de CO2 / tona de hidrogen gri.
Înlocuirea „hidrogenului gri” cu „hidrogen verde” permite:
- reducerea drastică a emisiilor de gaze cu efect de seră;
- alinierea industriei chimice la obiectivele climatice europene.
6. Provocare logistică: transportul hidrogenului
Transportul hidrogenului in cantitati foarte mari pe distanțe lungi ridică provocări logistice semnificative. Solutiile actuale (utilizarea recipientelor de transport la presiuni de 500-700 de bari) ofera posibilitati tehnice si economice limitate in cazul transpotului unor cantitati foarte mari de hidrogen.
O soluție eficientă adoptată la nivel internațional este utilizarea LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier), care permite:
- stocarea hidrogenului în formă lichidă stabilă;
- transportul sigur și eficient, în special pe cale maritima sau fluvială
În acest context, transportul pe Dunăre devine o opțiune regionala strategică si cu costuri reduse.
7. Proiectul DONAU CHEM – o soluție integrată
În acest cadru se conturează proiectul DONAU CHEM, dezvoltat de compania de inginerie CERP Moldova, membru fondator al ARCSANTQ.
Proiectul propune:
- repunerea în funcțiune a combinatului de îngrășăminte chimice din Turnu Măgurele, pentru producția combinata de amoniac, uree, azotat de amoniu si acid azotic de aprox. 600.000 tpy, care va ingloba aprox. 55.000 tpy de hidrogen verde.
- utilizarea hidrogenului verde obținut din surplusul de energie regenerabilă produs de sursele intermitente amplasate de-a lungul zona Dunării in regiunea de sud a Romaniei si in Dobrogea. Raportandu-ne la cantitatea anuala de energie electrica din surse intermitente care nu poate fi absorbita in SEN (peste 4 TWh/an) potentialul de utilizare a acestei energii este de 90.000 tpy de hidrogen verde.
- producția de uree (estimata la 40% din productia combinatului Turnu Magurele) obtinuta din amomniac verde va consuma suplimentar aprox. 200.000 tpy de CO2 captat din alte surse regionale de emisii.
8. Localizarea proiectului la Turnu Magurele este una strategică:
- ofera acces la Dunare pe care se poate transporta la combinat, cu costuri minime, hidrogenul produs in apropierea surselor intermitente de energie electrica
- amplasamentul combinatului este in proximitatea celor mai mari exploatații agricole din România; rezulta costuri logistice reduse pentru distributia in regiune a ingrasamintelor chimice produse in combinat.
- autoritatile locale au facut investitii logistice importante in favoarea acestui proiect: s-a reconstruit portul Turnu Magurele dupa un proiect modern si caile rutiere de legatura cu orasul si cu reteaua regionala de transport rutier
- vocatia industriala a orasului Turnu Magurele a fost si este cea a productiei de ingrasaminte chimice si este sustinuta de infrastuctura scolara locala necesara pregatirii profesionale a personalului de operare.
19. Impactul economic și de mediu
Rezultatele estimate ale proiectului sunt semnificative:
- producție anuală: ~600.000 t îngrășăminte chimice reprezentand o cifra anuala de afaceri estimata la 300 milioane euro
- consum: ~55.000 t hidrogen verde/an;
- energie absorbită din SEN: ~3,3 TWh/an (in condiții de consum variabil adaptat surselor intermitente de energie electrica)
În scenariul clasic (productia din gaz metan) s-ar genera peste 550.000 t CO₂/an., gaz cu efect de sera.
Prin aplicarea tehnologiei „green ammonia” si a consumului de hidrogen verde se obtin urmatoarele efecte:
-300 milioane euro – cifra anuala de afaceri
-55.000 tpy – consum de hidrogen verde
-3,3 TWh – energia electrica consumata annual din surse regenerabile
-550.000 tpy – reducerea de emisii de CO2
- emisiile de gaze cu efect de sera sunt practic eliminate, iar pentru productia de uree se vor consuma aprox. 200.000 tpy de CO2 captat din alte surse.
- surplusul actual de energie regenerabilă va fi valorificat eficient;
- SEN va beneficia de un consumator flexibil, de mare capacitate, aceasta ducand la stabilizarea functionarii sistemului.
10. Concluzii
România se confruntă cu un paradox energetic: s-au facut investiții masive pentru constructia unor surse intermitente de productie energie electrica regenerabila, situatie care coexistă cu pierderi semnificative de energie neutilizată si afecteaza functionarea in siguranta a SEN.
Soluția nu constă exclusiv în extinderea infrastructurii, ci în integrarea inteligentă a surselor intermitente de energie cu un consum industrial flexibil.
Proiectul DONAU CHEM reprezintă un exemplu de sinergie între sectorul energetic și cel agricol, cu efecte ecologice semnificative, demonstrând că surplusul de energie regenerabilă poate deveni fundamentul unei noi industrii sustenabile de ingrasaminte chimice.
Prin conversia energiei electrice obtinuta din surse intermitente (care in prezent nu poate fi absorbita de de SEN) în hidrogen și ulterior în produse chimice cu valoare adăugată mare, România poate transforma o vulnerabilitate sistemică într-un avantaj competitiv strategic.
Situatia energetica mondiala, provocarile politicilor de protectie a mediului ca urmare a schimbarilor climatice si mai ales schimbarile si reasezarile geopolitice in legatura cu accesul la sursele fosile de energie, in general, si la cele de productie a ingrasamintelor chimice, in particular, sunt elemente care ofera conditii favorabile realizarii proiectului DONAU CHEM.
