alternatyvioji energetika- hidroelektrinės

1526 0

VILNIAUS UNIVERSITETAS

GAMTOS MOKSLŲ FAKULTETAS

EKOLOGIJOS IR APLINLKOTYROS CENTRAS

 

Pagrindinių studijų programa

EKOLOGIJA

III kursas

 

Alternatyvioji energetika –hidroelektrinės

 

Taikomosios ekologijos referatas

 

Vilnius, 2015

Turinys

 

Įvadas 2

Visuomenės vystymasis ilgą laiką rėmėsi nuostata, kad auganti ekonomika ir didėjanti gamyba yra pagrindinė vertybė ir visuomenės gerovės pagrindas. Spartus ekonomikos augimas sąlygojo vis intensyvesnį gamtos išteklių naudojimą ir aplinkos teršimą, kuris septintajame praeito amžiaus dešimtmetyje pasiekė tokį lygį, kad iškilo akivaizdi ekologinės krizės grėsmė. Tapo akivaizdu, kad atėjo laikas iš esmės peržiūrėti visuomenės raidos prioritetus ir apsispręsti dėl tolimesnės visuomenės vystymosi krypties. 3

1.Alternatyvioji energetika 4<

2.Hidroenergetikos istorija Lietuvoje ir pasaulyje 7

3.Hidroenergija 9

4.Hidroelektrinės 11

Hidroelektrinė – tai elektros energijos gamybos įmonė ar įrenginys, kuriame mechaninė energija sukuria krentančio vandens sukama vandens turbina, sujungta su elektros energiją gaminančiu generatoriumi. (Kytra, 2006). Hidroelektrinės potencinė energija dažniausiai sukaupiama užtvenkus upes. 12

Hidroelektrinės skirstomos į didelės (virš 10 MW) ir mažos galios (iki 10 MW) (Kytra, 2006).. Nors ekonomiškai efektyvesnės ir energetiškai reikšmingesnės yra didelės HE, tačiau dėl reikalingų didelių investicijų, griežtų ekologinių reikalavimų, jų vystymo perspektyvos yra gana miglotos. Tuo tarpu mažosios hidroelektrinės yra patogesnės, nes neužima di

idelių plotų ir nereikalingi tokie griežti aplinkosauginiai reikalavimai (Kytra, 2006). 12

4.1.Didžiosios hidroelektrinės 13

4.2.Mažosios hidroelektrinės 13

5.Hidroelektrinių privalumai ir trūkumai 14

Išvados 16

Literatūros sąrašas 17

2.Budischak C. ,  Sewell D.,  Thomson H.,  Mach L., Veron D. E.,  Kempton W. 2013. Cost-minimized combinations of wind power, solar power and el

lectrochemical storage, powering the grid up to 99.9% of the time. Journal of Power Sources; 17

11.www.energy.gov/eere/water/history-hydropower 17

 

Įvadas

 

Visuomenės vystymasis ilgą laiką rėmėsi nuostata, kad auganti ekonomika ir didėjanti gamyba yra pagrindinė vertybė ir visuomenės gerovės pagrindas. Spartus ekonomikos augimas sąlygojo vis intensyvesnį gamtos išteklių naudojimą ir aplinkos teršimą, kuris septintajame praeito amžiaus dešimtmetyje pasiekė tokį lygį, kad iškilo akivaizdi ekologinės krizės grėsmė. Tapo akivaizdu, kad atėjo laikas iš esmės peržiūrėti visuomenės raidos prioritetus ir apsispręsti dėl tolimesnės visuomenės vystymosi krypties.

Šiuo metu Žemėje suvartojamos energijos galia siekia apie 11 TW, o galios prieaugis kiekvienais metais didėja 2% (Budischak, 2013). Išsivysčiusiose pasaulio šalyse energijos suvartojimas maždaug dešimt kartu didesnis, nei besivystančiose (Budischak, 2013). Iškyla viena didžiausių problemų, kad intensyvus organinio kuro naudojimas sukelia ekonominę priklausomybę nuo kitų šalių. Ki

ita vertus organinio kuro resursai nuolat mažėja, o reikalingas jų kiekis nuolat auga (Kytra, 2006).

Šiuolaikinė visuomenė pradėjo ieškoti būdų, kaip būtent gamtinius išteklius, kurie negali atsinaujinti pakeisti į atsinaujinančius energijos šaltinius ir taip sumažinti daroma žalą gamtai. To pasekoje atsirado alternatyvioji energetika – saulės, vėjo, vandens, geoterminės jėgainės. Šios jėgainės pasižymėjo viena savybe – jos neišskyrė šalutinių, kenksmingų produktų (CO2, CO sieros junginių) į aplinką. Todėl mokslininkai pradėjo ieškoti būdų, kaip jas įtraukti į mūsų gyvenimą ir bent jau dali energijos paversti – švaria energija (Atsinaujinantys., 20

008).

Vandens energija naudojama nuo senų laikų. Lietuvoje vandens energija pažaboti bandyta nuolat, statant vandens malūnus, vėliau ir didžiasias hidroelektrines prie Nemuno ir Neries upių. Tačiau šiuolaikinėje energetikoje pasigendama hidroelektrinių išgaunamos energijos. Žinoma šis energijos išgavimo būdas turi tiek privalumų tiek trūkumų, tačiau tai neišnaudoti alternatyviosios energijos šaltiniai Lietuvoje.

Pagrindinis šio darbo tikslas: apžvelgti literatūrą, kuri susijusi su hidroenergija.

Šio darbo uždaviniai:

Susipažinti su alternatyviąja energetika, jos nauda aplinkai ir žmogui;

Susipažinti su hidroenergetikos istorija ir raida;

Aptarti hidroenergijos panaudojimą, jos privalumus ir trūkumus;

 

Alternatyvioji energetika

 

Alternatyvi, atsinaujinanti energetika šiuo metu yra ne tik madingas terminas, bet ir aktuali ir perspektyvi energijos gamybos sritis. Remiantis, kai kurių mokslininkų teigimu, iki 2030 m. alternatyvioji energetika gali sudaryti iki 99,9% naudojamos energijos ir savo kaina būti panaši į šiandieninės elektros kainas (Budischak et al., 2013). Tačiau tam reikia apjungti daugelį technologijų, išmoningai panaudoti saulės baterijas, vėjo jėgaines ir kuro elementų sistemas ( Budischak et al., 2013).

Pagrindinis Europos Komisijos energijos politikos tikslas yra atsinaujinančių energijos šaltinių ieškojimas, dėl keleto labai svarbių priežasčių. Visų pirma atsinaujinanti energija atlieką svarbų vaidmenį mažinant anglies dioksido emisija. Taip pat lemia ir ES nepriklausomybę nuo importuotų energijos išteklių vartojimo (Kytra, 2006).

Atsinaujinančios energijos potencialas žmonijos suvartojamos energijos atžvilgiu yra neišsenkamas, tai puikiai iliustruoja 1.1 paveikslėlis. Saulės energija turi didžiausią potencialą, tačiau yra sunku panaudoti ši

ią energiją, kadangi šiuolaikiniai saulės elementai gali konvertuoti apie 20% energijos į elektrą (www.pvatvirainovacija.lt). Nors atrodytų, kad ES didelės dalies atsinaujinančių išteklių nepanaudoja, bet dabar atsinaujinančių energijos šaltinių pagaminama elektros energija sudaro apie 5,7 %, o tai yra didelis žingsnis, siekiant nuolat didinti šį rodiklį ( Kytra, 2006)

"Global_energy_potential_perez_2009_en.svg.png

1.1 pav. Globalūs energijos išteklių potencialai (Perez et al. 2009).

 

Alternatyvioji energija – tai energija, kuri lengvai gaunama iš lengvai prieinamų ir aplinkai nekenksmingų šaltinių (www.geografija.lt). Alternatyvioji energija skirstoma:

saulės energiją: saulės baterijos sugeria šviesą ir paverčia ją energija – šiluma ir šviesa;

vėjo energija: vėjo turbinomis oro masių judėjimo energija paverčiama elektra;

bioenergija: specializuotose jėgainėse biocheminių procesų metu išsiskirianti energija paverčiama į šilumą ir elektrą. Ji dar vadinama biomasės energija, nes naudoja augalinę masę (medieną, šiaudus, energetinius augalus), žemės ūkio ir komunalines atliekas;

hidroenergija: hidroturbinų pagalba tekančio vandens energija paverčiama elektra, vandenynų potvynių ir atoslūgių energija;

geoterminė energija: žemės gelmėse esantį karštą vandenį galima panaudoti šilumos tiekimui ir elektrai gaminti (www.geografija.lt).

Lietuvoje atsinaujinanti energetika dar nėra gerai išvystyta, palyginus su kitomis ES šalimis. Pagrindinis alternatyviosios energetikos šaltinis yra hidroenergetika (Galinis, 2009). Taip pat, tai viena iš seniausių sričių.

1.2. pav. Atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo raida Lietuvoje (Galinis, 2009)

Remiantis Lietuvos Respublikos energetikos ministerijos statistikos duomenimis (1 lentelė), alternatyvioji energetika pradėjo plėtotis tik nuo 2002 m., kai atsirado biodujų, geoterminės energijos panaudojimo galimybė. Tik nuo 2004 m pradėjo plėtotis vėjo ener

rgija, kurios sunaudojimas kilo gana efektyviai (www.ena.lt).

 

1.1 lentelė. Bendrasis atsinaujinančiųjų energijos išteklių sunaudojimas (http://www.ena.lt/)

2000 m. 2001 m. 2002 m. 2003 m. 2004 m. 2005 m. 2006 m. 2007 m. 2008 m. 2009 m. 2010 m.
Malkos ir kurui skirtos medienos atliekos 645,8 702,7 729,1 761,9 803 834,8 873 862,2 909,4 940,6 939,9
Žemės ūkio atliekos 2,9 3,8 3,9 2,7 1,7 4,4 3,2 4,2 5,7
Biodujos 1,5 1,9 1,6 1,8 2 2,5 3 4,7 10
Geoterminė energija 9,5 3 2,9 2,9 1,7 1,5 0,6 5,1 4,5
Hidroenergija 29,2 28 30,4 28,3 36,2 38,8 34,2 36,2 34,6 36,5 46,4
Vėjo energija 0,1 0,2 1,2 9,1 11,3 13,5 19,3
Bioetanolis 0,1 0,8 5,4 11,8 15,7 14,4 12,2
Bio-ETBE (etil-tercijo-butil-eteris) 3,6 6,7 7,7 0,1
Biodyzelinas – metilo (etilo) esteris 0,7 2,8 14 42,1 45,7 37,8 34,8

 

Hidroenergetikos istorija Lietuvoje ir pasaulyje

 

Vandens energija žmonija naudoja jau daugelį metų. Graikai daugiau nei prieš 2000 m. pradėjo naudoti vandens energiją grūdams malti (www.hidro.lt). Hidroenergetikos istorijos pradžia buvo vandens rato sukūrimas, kurio pagalba vandens tėkmės energija buvo paverčiama į mechaninę energiją (www.hidro.lt).

Vandens ratai naudoti jau senovės Rytų šalyse, Egipte, Kinijoje. Tiksliai niekas negali pasakyti, kada tiksliai buvo išrastas vandens ratas, tačiau žemės drėkinimo sistema buvo sukurta prieš 5000 m., todėl tikėtina, kad pirmasis įrenginys kelti vandenį iš upės į saugyklą ir galėjo būti pirmasis vandens energijos varomas mechanizmas. Vandens kėlimas ir grūdų malimas nebuvo vieninteliai vandens rato panaudojimo būdai: jie naudoti ir geležiai apdirbti, kalnakasybos technologijoms, popieriau gamybai ir pan. Vandens energija buvo vienintelė energija, kuri galėjo padėti žmogui (Kytra, 2006)

Modernioji hidroenergetika prasidėjo apie 1700 m. vidurį kada Prancūzas Bernardas Foresteris ( pranc. Bernard Forest de Belidor) hidraulikas ir karo inžinierius parašė veikalą „Hidraulinė architektūra“. Būtent šis veikalas ir pastūmėjo sukurti moderniąją hidroelektrinės turbiną, kuri jau 1880 m. buvo panaudota apšviesti teatro salę (www.energy.gov).

XIX a. viduryje prancūzų inžinierius patobulino ir užpatentavo naująjį vandens ratą, kuris galėjo net 80 % vandens energijos į naudingą mec. . .

mų teršalų:

CO2 – 710,00 kg

SO2 – 2,37 kg

Azoto oksidų 2,01 kg

Lakiųjų pelenų 43,80 kg.

Taigi mažųjų hidroelektrinių vystymas gali sumažinti elektros gamybai vartojamo iškastinio kuro ir jo importavimo kaštus bei tai yra viena iš galimybių mažinti globalinį atšilimą skatinančių dujų išskyrimą į aplinką ir vykdyti 1992 m. Kioto protokolo įsipareigojimą (Kytra, 2006).

Išvados

 

Alternatyvioji energetika, tai viena perspektyviausiu energijos gamybos sričių, kadangi ši energija turi didelius energijos potencialus, kurių žmogus iki galo dar nepanaudoja. Ši energija yra draugiška aplinkai, ištekliai yra atsinaujinantis ir neturi didelio neigiamo poveikio aplinkai.

Lietuvoje alternatyviąja energetika domėtis pradėta palyginus neseniai. Tik nuo 2002 m. Lietuvoje pradėta domėtis ir kitomis alternatyviosios energijos šakomis, kaip vėjo, saulės, geotermine energija.

Didžiąją dalį alternatyviosios energijos Lietuvoje sudaro hidroenergija, kuri tiek Lietuvoje tiek visame Pasaulyje naudojama labai ilgą laiką. Lietuvoje hidroenergija naudojama nuo senų laikų. Pagrindiniai tokios energijos išgavimo būdas buvo vandens malūnai, kurie buvo naudojami padėti žmogui. Lietuvoje iki karo veikė apie 640 hirdo energetikos įmonių, vėliau jų žymiai sumažėjo. Šiuo metu Lietuvoje mažųjų hidroelektrinių yra 82, taip pat veikia dvi didelės hidroelektrinės – Kruonio hidroakumuliacinė ir Kauno hidroelektrinė.

Pagrindiniai hidroelektrinių privalumai yra, kad ši energija yra nemoka, jos ištekliai yra neišsenkami ir pigus bei šį alternatyviosios energijos šaka neteršia aplinkos šalutiniais produktais. Tiesa ši energijos rūšis turi ir trūkumų. Pagrindiniai trūkumai – vandens kokybės mažėjimas, kuris susijęs su biosferos negalėjimu apsivalyti, kraštovaizdžio pasikeitimas bei bioįvairovės mažėjimas. Tačiau šie trūkumai laikui bėgant galėtų būti išspręsti ir hidroenergija galėtų būti puiki alternatyviosios energijos šaka, kurios pagalba būtų galima išgauti didelį kiekį energijos

 

Literatūros sąrašas

 

Atsinaujinantys energijos šaltiniai. 2008. Lietuvos energetikos institutas. Projektas – Apie energija mąstyk kitaip. ;

Budischak C. ,  Sewell D.,  Thomson H.,  Mach L., Veron D. E.,  Kempton W. 2013. Cost-minimized combinations of wind power, solar power and electrochemical storage, powering the grid up to 99.9% of the time. Journal of Power Sources;

Gailiušis B., Jablonskis J. Tomkevičienė A. 2007. Hidroenergetikos ir hidrologijos mokslų raida. Hidrologijos labaratorija.Mokslas ir technika;

Galinis A. 2009. šalies savivaldybėse esamų atsinaujinančių energijos išteklių (biokuro, hidroenergijos, saulės energijos, geoterminės energijos) ir komunalinių atliekų panaudojimas energijai gaminti. Lietuvos energetikos institutas. Kaunas;

Kytra S. 2006. Atsinaujinantys energijos šaltiniai. Technologijos, Kaunas;

Kusta A. 1999. Kruonio HAE didybė ir vargai. Margi raštai.

Lietuvos hidroenergija. 2011 Lietuvos hidroenergetikų asociacija;

LR Vyriausybės 2004 m. Rugsėjo 8 d. Nutarimas Nr. 1144 „Dėl ekologiniu ir kultūriniu požiūriu vertingų upių ar jų ruožų sąrašo patvirtinimo“

Perez R. And Perez M. 2009. A fundamental look at energy reserves for the planet. Internetinė prieiga: www.asrc.albany.edu/people/faculty/perez/Kit/pdf/a-fundamental-look-at%20the-planetary-energy-reserves.pdf ;

V. Ryan. 2009. Advantages and disadvantages of hydropower. Internetinė prieiga: http://www.technologystudent.com/energy1/hydr2.htm ;

www.energy.gov/eere/water/history-hydropower

www.geografija.lt/2011/11/alternatyvi-energetika-trumpai-ir-aiskiai/;

www.ena.lt/Statis_atsi.htm

www.hidro.lt/index.php?pid=7 ;

www.pvatvirainovacija.lt/index.php/lt/apvalgos/1 ;

www.straipsniai.org/hidroenergetika/ .

 

Komentuokite!