alternatyvioji energetika- hidroelektrinės

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 diidelių 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. Kiita 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 mechaninę energija (Kytra, 2006).

Vėliau imta statyti ir pirmas hidroelektrines, viena iš pirmųjų 1882 m. Viskonsine, Jungtinėse Amerikos Valstijose, pastatyta hidroelektrinė(www.energy.gov).

Tuo tarpu Lietuvoje vandens energijos varomi malūnai Lietuvoje esantys ir vandens rato principu veikiantys malūnai šaltiniuose pirmą kartą minimi XIII a. „Livonijos kronikoje“ (www.hidro.lt). Vandens malūnų plėtra siejosi su užtvankų statyba, tvenkinių sudarymu. XVII a. buvo pastatyta viena iš stambesnių Biržų užtvanka. Jos sudarytas tvenkinys, dabar vadinamas Širvenos ežeru, saugojo Biržų pilį, o tvenkinio vanduo buvo naudojamas vandens ratams sukti (Kytra, 2006).

1909 m. pradėti pirmieji tyrimai didžiausios Lietuvos upės Nemuno hidroenergijos panaudojimo Birštono kilpos rajone., dešimtmečiu vėliau – Neries (1921 m.) antros pagal dydį upės (www.hidro.lt). Neries hidroelektrinės projektai, atitiko šiuolaikinius aplinkosaugos reikalavimus – su žuvų pralaidomis. Pirmosios Nepriklausomybės metu elektros, hidrotechnikos inžinieriai puoselėjo didžiules viltis pakinkyti Nemuną, Nerį elektros gamybai, pagerinti laivybos sąlygas

XX a. 4-ame dešimtmetyje hidroenergetikos įmonių (su vandens ratais bei su hidroturbinomis) buvo 640, jų bendroji galia buvo apie 9000 kW (2.1. paveikslėlis). 1941 – 1944 m. per II Pasaulinį karą daug vandens jėgainių buvo sugriauta – 1948 m. jų veikė tik 335 (1958 m. – 111) (Galiušis ir kt. 2007).

Po karo, tarybiniais metais, vėl buvo sugrįžta prie Nemuno kompleksinio vandens išteklių panaudojimo – labiausiai, hidroenergetikai ir laivybai. Buvo parengtas bendrasis visos upės panaudojimo planas, pagal kurį 1959 m. pastatyta galingiausia Lietuvoje (101 MW galios) Kauno hidroelektrinė (www.hidro.lt). 7-me dešimtmetyje, radikaliai pakeitus šį planą, buvo numatyta statyti didžiulę Birštono hidroelektrinę, kurios sudarytas tvenkinys būtų sunaikinęs apie 2/3 žymaus Punios šilo. Šis variantas pagrįstai turėjo daug priešininkų, tame tarpe inteligentijos ir hidrotechnikų,  ir nebuvo priimtas. Tačiau tokios gigantiškos hidroelektrinės projektas, neatsižvelgiant į aplinką, diskreditavo visą Nemuno hidroenergetiką. Jai buvo pasiūlyta alternatyva – Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė (HAE) (www.hidro.lt).

Iki 1960 m. gana intensyviai buvo statomos mažosios hidroelektrinės, o po 1960 m. Lietuvai elektrifikuoti buvo statomos šiluminės, o vėliau – ir atominė Ignalinos elektrinė. Mažosios hidroelektrinės statyba ir net esamų naudojimas tapo nerentabilus; daug jų buvo apleista, suniokota: 1990 m. jų veikė tik 12 (www.hidro.lt).

Dabartiniu metu šalyje veikia 82 mažosios hidroelektrinės ir dvi didelės hidroelektrinės (Kauno HE, 100 MW ir Kruonio HAE, 800 MW (nebaigta statyba) 2.2.pav. Mažosios hidroelektrinės pagamina apie 68 mln. kWh elektros energijos. Kauno HE metinė elektros gamyba – 330 mln. kWh (www.hidro.lt).

2.1. paveikslas. Hidroelektrinės Lietuvoje 1939 m (www.hidro.lt).

2.2 pav. Lietuvos hidroelektrinių žemėlapis. Šaltinis: (www.effenergy.eu)

Hidroenergija

 

Hidroenergija – tai vandens tėkmės mechaninė energija, kurią sudaro tekančio vandens kinetine energija, kurią galima panaudoti tiesiogiai, tačiau ji yra menka, o įrenginiai nenašus (pvz., vandens ratas) ( Atsinaujinantys.., 2008). Todėl dažniausiai panaudojama vandens tėkmės potencinė energija, kuri specialiu įrenginių (turbinų) pagalba verčiama į elektros energiją. Hidroelektrinėse pagamintos elektros kiekis priklauso nuo hidro galios, t.y. praeinančio per turbinas vandens debito ir jo kritimo aukščio bei nuo turbinos naudingumo koeficiento. Hidroelektrinės statomos ten, kur yra hidroenergijos ištekliu, t.y. prie ežerų, upių, tvenkinių ( Atsinaujinantys.., 2008).

Hidroenergija yra svarbus energijos šaltinis daugelyje pasaulio šalių, ypa

Kinijoje, Skandinavijoje, JAV (Kytra, 2006).

Hidroenergetikos privalumai:

vandens ištekliai yra nemokami; pigi elektros energijos gamyba;

ekologiška energetika, neteršianti aplinkos ir neskatinanti klimato kaitos;

užtikrinamas nepertraukiamas tam tikras elektros energijos gamybos kiekis;

energijos tiekimo patikimumas.

Hidroenergetikos trukumai:

poveikis vandens ekosistemoms, hidroelektriniu statybai dažnai reikalingas papildomas žemės plotu užtvindymas, siekiant padidinti šaltinio hidrogalia;

energijos gamybos priklausomybė nuo klimato (esant sausroms vandens kiekis sumažėja) (Atsinaujinantys energijos šaltiniai.., 2008).

Lietuvoje hidroenergetika skirstoma į mažąją ir didžiąją. Nemunas ir Neris – tai didžiosios, o visos kitos upės – mažieji hidroenergetikos šaltiniai. Kaip matyti iš diagramos (3.1 paveikslėlis), pagrindinė vandens energija yra sukaupta Nemune ir Neryje, tačiau dalis reikalingos energijos galima būtų panaudoti ir iš mažesnių upių, kuriose praeityje veikė vandens malūnai (www.straipsniai.org).

paveikslėlis. Didelių ir mažų upių techniniai hidroenergijos ištekliai Lietuvoje (www.straipsniai.org

 

Lietuvoje net 430 upių galia nesiekia net 1MW, šios upės yra nepajėgios išgauti didelių energijos kiekių, tačiau yra keturios upės be Nemuno ir Neries, kurių potencinė hidro galia yra didesnė kaip 10 MW (potencinė hidroenergija):

Šventosios – 18,8 MW;

Merkio – 13,2 MW;

Jūros – 12,3 MW;

Minijos – 11,1MW;

Kai Nemuno – 239,8 MW, o Neries – 106,4 MW (Kytra, 2006).

Upių skaičius ir jų galia dar nėra pakankama informacija apie upių potencialios hidroenergijos intensyvumą ir išdėstymą šalies teritorijoje. Tokiai informacijai papildyti naudojama ir kita sąvoka – upės lyginamoji galia (galios tenkančios tam 1 km ilgio upės ruožui, dydis kw/km) ( Kytra, 2006). Didžiausią šio rodiklio reikšmė turi ir vėl didžiosios upės, Nemunas ir Neris, tačiau yra ir daugiau upių, kurių šis rodiklis nors ir yra gerokai mažesnis, tačiau yra pakankamai reikšmingas.

Didesnės nei 50 kW/km lyginamąją galia turinčios upės: Merkys, Vokė, Žeimena, Šventoji, Dubysa, Jūra, Akmena, Minija ir kitos (Kytra, 2006).. O jų baseinų upės turi per pus mažesnę lyginamąją galia. Kai kurių upių lyginamosios galios priežastis – mažas upių vandeningumas ir važi upių vagų išilginiai nuolydžiai (Kytra, 2006).

Nors dauguma hidroenergijos išgaunama iš upių tačiau reiktų paminėti ir upėse esančius vandens tvenkinius. Šie tvenkiniai tai apgriuvę ir neatstatyti seniau veikusios mažosios hidroelektrinės arba vandens malūnai. Kita dalis tvenkinių yra sovietinio palikimo, jie buvo statomi remiantis tuo, kad jie buvo reikalingi žemės drėkinimui ir pan. Tik per 100KW galia turi tik apie 36 upinės kilmės tvenkiniai, kurių bendra galia yra apie 11,8 MW – panašiai kaip Minijos upės (Kytra, 2006)

Hidroelektrinės

 

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

 

Didžiosios hidroelektrinės

 

Didžiosios hidroelektrinės tai elektrinės, kurių galia yra virš 10 MW. Didžiausios hidroelektrinės pasaulyje yra:

Trijų tarpeklių, esanti Kinije, jos galia yra 22 500 MW;

Itaipu, esanti Brazilijoje – Paragvajuje, jos galia – 14 000 MW;

Guri, esanti Venesueloje, jos galia – 10 200 MW;

Tuo tarpu didžiųjų hidroelektrinių galia Lietuvoje yra tik apie 1000 MW (www.straipsniai.org).

Kauno hidroelektrinė (HE) – didžiausia elektrinė Lietuvoje, naudojanti elektros energijos gamybai atsinaujinančius išteklius. Jos pagaminama elektra sudaro daugiau nei pusę visos elektros energijos, gaminamos šalyje naudojant šiuos išteklius (Atsinaujinantys., 2008). Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė (HAE) – vienintelė tokio tipo elektrinė Baltijos šalyse. Ji energijos gamybos pertekliaus metu veikia siurblio režimu ir, naudodama perteklinę elektros energiją, pumpuoja vandenį iš žemutinio vandens telkinio (Kauno marių) į aukštutinį – dirbtinį rezervuarą, taip sukaupdama (akumuliuodama) vandens potencinę energiją. Elektros gamybos deficito metu veikia kaip paprasta hidroelektrinė, t.y. leisdama vandenį iš viršutinio vandens telkinio į apatinį, gamina reikalingą elektros energiją (Kusta, 1999).

Didžiosios hidroelektrinės dėl savo didelių tvenkinių ir reikalingų didelių upių yra griozdiškos. Todėl joms reikalingi dideli žemės plotai bei pramoniniai rajonai, kad būtų apsaugoti tiek žmonės, tiek kraštovaizdis.

 

Mažosios hidroelektrinės

 

Kaip ir minėta anksčiau mažosios hidroelektrinės Lietuvoje yra tokios, kurių galia yra iki 10 MW (Kytra, 2006). Tačiau ES šalyse nėra vieno mažųjų hidroelektrinių apibrėžimo. Dalis šalių – Portugalija, Ispanija, Islandija, Graikija ir Belgija – mažosiomis hidroelektrinėmis vadinamos elektrines, kuriose jėga yra iki 10 MW. Italijoje ši riba yra 3 MW, Prancūzijoje – 8 MW, Jugtinėje Karalystėje – 5 MW. Tačiau pagal Europos Komisija, Europos mažųjų hidroelektrinių asociacija, Tarptautinė elektros gamintojų ir tiekėjų sąjunga ir keletas ES šalių yra sutarę, kad mažosios hidroelektrinės yra vadinamos mažomis jei jų galia nesiekia 10 MW (Kytra, 2006).

Mažosios hidroelektrinės – senos, gerai išbandytos elektros energijos gamybos technologijos. Šiuo metu jos statomos aukštesnio techninio lygio, pasitelkus energetinius laimėjimus, reguliavimo ir valdymo įtaisų gamybos, statybos industrializavimo srityje. Dėl šių ir kitų privalumų mažos HE tampa daugeliu atveju ekonomiškesnės ir rentabilios (Kytra, 2006).

Lietuvoje mažųjų hidroenergijos išteklių panaudojimas buvo numatytas dviem etapais: 1) apleistų HE atstatymas ir esamų tvenkinių naudojimas (20 % mažųjų hidroenergijos išteklių), kuris jau baigtas ir 2) HE statyba prie naujų tvenkinių (80 % minėtų išteklių) (Galiušis ir kt. 2007).. Pastarasis etapas yra žymiai sudėtingesnis, nes padidėja HE statybos kaina (prie esamų tvenkinių – apie 1/3 pigiau) ir keliami didesni aplinkosaugos reikalavimai (Galiušis ir kt. 2007).

Šiuo metu šalyje veikia 90 mažų HE, jų suminė galia viršija 28 MW, o elektros gamyba siekia beveik 100 GWh/metus. Tačiau dėl nepamatuotų aplinkosaugos draudimų HE statyba nuo 2007 m. beveik sustojo (www.hidro.lt).

Hidroelektrinių privalumai ir trūkumai

 

Hidroelektrinių energijos išgavimas, kaip ir visi kiti energijos išgavimo būdai turi savo privalumų ir trūkumų. Tačiau reikia paminėti, kad mažųjų ir didžiųjų hidroelektrinių trūkumai ir privalumai skiriasi. Visų pirma dėl to, kad skiriasi poveikio aplinkai mastai (Kytra, 2006).

Trūkumai:

Didžiųjų hidroelektrinių poveikis daug kartų viršija biosferos galimybes apsivalyti – atsinaujinti ir atkurti gamtoje susiklosčiusią procesų pusiausvyrą. Būtent dėl to gamtoje pradeda vykti negrįžtami procesai. Tvenkiant sausumos upes, ne tik negrįžtamai užliejami dideli dirbamos žemės plotai, iškeliami gyventojai, bet pasikeičia ir upės hidrologija, ekologija, aplinkos klimatas ir daugelis kitų veiksnių, kurių veikimo pasekmės tampa nacionalinės – ekologinės katestrofos, kaip įvyko Volgos ir Dono upių hidroelektrinių kaskadų regijonuse.

Ekologinį didelės patvankos poveikį nesunku pajusti ir prie Kauno marių. Kadangi dideli plotai buvo užlieti, kartu su juose buvusia augalija, šiai augalijai pūnant išsiskiria metanas ir kitos dujos. Taip pat nereiktų pamiršti, kad didelis nešmenų kiekis nusėda Kauno marių dugne ir natūraliai nepasišalina dėl užtvankos. Ypač vasaros laikotarpiu dumblių irimo laiku, šis tvenkinys pavirsta užterštu ir dvokiančių vandens telkiniu (Kytra, 2006).

Mažosios hidroelektrinės taip pat turi savo poveikį aplinkai tačiau jis neviršija biosferos galimybių apsivalyti ir poveikį dėl jo nedidelio masto galima valdyti tiek eksplotacijos metu, tiek ir parenkant tinkamus sprendimus projektavimo metu. Mažųjų hidroelektrinių poveikis skirstomas į keleta grupių: vandens išteklių naudojimo, vizualinio įsibrovimo; vandens florai ir faunai bei ekosistemoms, upės vandens kokybei, triukšmo poveikis(Ryan, 2009).

Svarbiausias hidroelektrinių poveikis yra vandens kokybei. Vandens išteklių vartojimo aspektu, Hidroelektrinės nėra vandens vartotojos, jos tik vandens vartotojos, kurios perskirsto natūralios vandens srautus. Labai svarbu paminėti, kad pagrindinė žala gali būti padaroma žemiau užtvankos esančiam upės ruožui, kuomet upės vandens srautas yra sumažinamas arba jis yra nutraukiamas, dėl rezervuaro pripildymo (Kytra, 2006). Vandens kokybė gali pablogėti dėl sulėtėjusios vandens tekmės,nusėda daug nešmenų, kurie natūraliai neišsisklaido. Kartais būna vykdomas ir nešmenų mechaninis pašalinimas (siurbliais iš dugno) (Kytra. 2006).

Labai svarbu paminėti, kad didelis pavojus sukeliamas vandens gyvūnams, ypač žuvims, kurios siurbiant vandenį gali pakliūti į turbinas, todėl LR aplinkos ministro 2000 m. vasario 23 d. Įsakymu „Dėl žuvų apsaugos priemonių mažosiose hidroelktrinėse“ turi būti iregtos grotos, kurios apsaugos vertingas žuvis nuo žūties, tuo labiau, kad žala padaroma faunai nėra skaičiuojama. Taip pat turi būti įregtos pralaidos žuvims(Kytra. 2006).

Privalumai:

Vandens ištekliai yra nemokami, taip pat tai pigus elektros energijos gaminimas. Lietuvoje yra daugelis upių, kurių energija gali būti panaudota. Šių upių vandens diabetas yra pakankamas išgauti energija.

Energijos tiekimas yra nepertraukiamas, kadangi vanduo nuolat teka, galimi tik nežymus vandens kiekio svyravimai, kurie priklauso nuo sezoniškumo. Tačiau, būtent tvenkinio pagalba šie svyravimai hidroelektrinėms netrukdo nuolat gaminti energija.

Vandens energija yra ekologiška ir neteršia aplinkos šalutiniais produktais, kaip daugelis įmonių, kurios energija gamina naudodamos iškastinį kurą. Mokslininkų teigimu hidroelektrinės dirbdamos per metus vidutiniu 100 kW galingumu, leidžia išvengti į atmosferą išmetamų 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/ .

 

Leave a Comment