ENERGIJOS TAUPYMAS

Šiuo metu labai svarbu yra efektyvus energijos išteklių vartojimas ir taupymas. Įgyvendinant Nacionalinę energijos vartojimo efektyvumo didinimo programą, pagrindinės Krašto apsaugos sistemos veiklos kryptys būtų:diegti pažangias technologijas ir energijos taupymo priemones;susidarant dideliems kiekiams degiųjų atliekų, būtina naudoti jas energijai gaminti ir taip mažinti priklausomybę nuo importuojamo kuro bei spręsti atliekų šalinimo problemą;visose šilumos tiekimo grandyse būtina įrengti apskaitos prietaisus;nuosekliai modernizuoti šilumos tiekimo sistemas, ekonominiu bei aplinkosauginiu aspektu pagrįsti šildymo būdo bei naudojamo kuro parinkimą, sudaryti galimybę reguliuoti šilumos kiekį pagal saavo poreikius;smulkūs daliniai, esantys toli nuo dujotiekių ir centralizuoto šilumos tiekimo sistemų, jei jų prisijungimas prie minėtų sistemų ekonomiškai nepagrindžiamas, atsižvelgę į vietos sąlygas gali naudoti:naftos produktus,biokurą (malkas, medienos atliekas, durpes),elektros energiją.būtina maksimaliai panaudoti turimus vietinius ir atsinaujinančius energijos šaltinius, skatinti jų naudojimą, plėsti kitų energijos išteklių (hidroenergijos, atliekų energijos, biologinių dujų, buitinių atliekų, vėjo, saulės, geoterminės energijos) naudojimvejo jegaines Esama situacija. Siekiant pagerinti gamtosaugines sąlygas, Vakarų Europos šalyse (Danija, Vokietija, Olandija ir t.t.) plačiai naudojama vėjo energija. Šiuolaikinėse jėgainėse vėjo ennergija verčiama į elektros energiją, kuri naudojama buityje, o perteklius atiduodamas į tinklą. UAB “Vėjas” 1991 m suprojektavo pirmąją vėjo jėgainę Lietuvoje, kuri buvo pastatyta Prienų rajone. Po to įsikūrė UAB “Jėgainė”, kuri tęsė šį darbą. Buvo suprojektuotos kelios 60 kW galios jėgainės, viena iš jų

ų pastatyta Kaune. Klaipėdos technikos universitete buvo suprojektuota 10 kW galios vėjo jėgainė, kuri pastatyta Klaipėdos rajone. Visų šių suprojektuotų ir pastatytų vėjo jėgainių darbas nebuvo sėkmingas. Iškilo visa eilė techninių problemų dėl vėjo jėgainių efektyvumo, jų darbo patikimumo ir t.t. Šių problemų sprendimui buvo būtini vėjo energijos klimatiniai tyrimai, žinios apie vėjo energijos pasiskirstymą priklausomai nuo vėjo greičių profilių ir kt. Šie uždaviniai sėkmingai sprendžiami Danijoje, Vokietijoje, Austrijoje
ir kitose šalyse. Mūsų šalyje tokie tyrimai neatliekami.

Lietuvoje, įsisavinant vėjo energiją, atliktas pirminis vėjo energijos išteklių įvertinimas, naudojant meteorologinių stočių daugiamečius duomenis, sudarytos jų skaičiavimo metodikos. Tyrimai rodo, kad vėjo energijos panaudojimas mūsų šalyje galimas ir ekonomiškai pateisinamas. Tačiau paminėtų problemų sprendimui būtini fundamentiniai tyrimai, užtikrinantys vėjo jėgainių efektyvų darbą ir aptekamų koonstrukcijų patikimumą. Vakarų Europoje, o taip pat ir mūsų šalyje prieš pradedant statyti vėjo jėgaines, privaloma ne mažiau kaip 6-12 mėnesių laikotarpyje duotame regione atlikti vėjo energijos parametrų matavimus su tam tikslui skirta aparatūra. Tai
leidžia tinkamai parinkti vėjo jėgainių agregatus, sudaryti jų darbo grafiką, prognozuoti energijos išdirbį, nustatyti ekonominius rodiklius. Taip pat būtina ištyrinėti vėjo parametrų kitimą, gūsių susidarymą, vėjo greičio profilius, atsižvelgiat į žemės paviršiaus šiurkštumą ir teritorijos užstatymo laipsnį, bei vėjo srautų susidarymą už gamtinių ir urbanistinių kliūčių.

Potencialas: Lietuvos te
eritorija apima 65 200 km2 plotą. Įvairiose Lietuvos vietovėse per metus į horizontalaus paviršiaus kvadratinį metrą patenka nuo 926 kWh/m2 metus (Biržai) iki 1042 kWh/m2 metus (Nida) saulės spindulinės energijos. Vidutiniškai Lietuvoje ši krintanti energija sudaro ~1000 kWh/m2 metus. Tuo būdu į Lietuvos teritoriją patenka 6,54.1013 kWh/metus. Lietuvoje yra ~150 km2 namų stogų, kurie gali buti panaudoti fotoelektros saulės jėgainėms įrengti. Į juos krinta 1,5.1011 kWh/metus saulės spindulinės energijos. Esant saulės elementų efektyvumui 15%, iš jėgainių, įrengtų ant stogų, galima gauti 2,25.1010 kWh/metus. Šiuo metu Lietuvos elektros energijos galingumai leidžia pagaminti 2,27.1010 kWh/metus. Taigi, įrengtos ant visų namų stogų fotoelektrinės saulės jėgainės turėtų galią lygią Lietuvos elektros jėgainių galiai. Krintanti į žemės paviršių saulės spindulinė energija kinta priklausomai nuo metų laikų, paros laiko ir meteorologinių sąlygų. Taip, energija krintanti lapkričio, gruodžio, sausio mėnesiais sudaro tik 10% energijos, krintančios gegužį, birželį, liepą. Naktį energija artima nuliui, stipriai apniūkusią dieną – sudaro tik kelis procentus nuo gierią dieną krintančios energijos. Fotoelektrinė saulės energija, kaip vienintelis nuolatinis energijos šaltinis gali būti panaudojama tik turint galimybę ją akumuliuoti, tokiu būdu perdengiant energijos nepakankamumą, sukeltą sezoninių, paros ir meteorologinių kitimų. Šiuo metu naudojami trys akumuliavimo būdai: elektros akumuliatoriuose, vandens akumuliaciniuose baseinuose, jungiantis prie valstybinio elektros tinklo per reversinius skaitiklius. Perspektyvus kompensacijos būdas – jungimas su vėjo jėgaine. Esama atvejų, kai akumuliacija nereikalinga (pvz., ti
iltų, požeminių įrengimų katodinė apsauga).

Šiuo metu 1W galingumo saulės elemento kaina yra ~8 -12 Lt, 1W instaliuota
galia saulės jėgainėje siekia 20 – 40 Lt.

Šiuo metu Lietuvoje fotoelektrinių jėgainių nėra. Nepaisant to, kad fotoelektos potencialas nepalyginamai didesnis už kitų atsinaujinančių energijos rūšių potencialą kartu sudėjus, kad ji yra ekologiškiausia, jos plėtrą stabdo didžiausia instaliuoto vato kaina, kuri kol kas keletą kartų viršija įprastinės elektros energijos kainą. Šį rodiklį galima pagerinti dviem būdais: didinti saulės elementų efektyvumą, iš to paties ploto gaunant didesnį elektros energijos kiekį ir mažinant elemento kainą. Čia neužtenka kosmetinių patobulinimų. Situaciją gali pakeisti iš esmės tik nauji technologiniai principai ir naujos medžiagos.

Mokslo tyrimai ir taikymas: Lietuva turi pasaulinio lygio mokslo potencialą fotoelektros srityje.Tyrimai dirbtinių sistemų formavimosi teorijos ir taikymo srityje sudaro galimybes kurti iš principo naujas, efektyvesnes saulės elementų gamybos technologijas (MSI). Dirbtinių sistemų formavimosi principai sukurti Lietuvoje, Lietuva buvo vedanti SSSR šioje srityje, Elektronikos pramonės ministro įsakymu formavimosi technologija buvo diegiama visoje mikroelektronikos pramonėje. Formavimosi principai pradėti taikyti saulės elementų technologijoje, vykdant Lietuvos mokslo ir studijų fondo remiamą programą “Saulės ir kiti atsinaujinančios energijos šaltiniai žemės ūkiui” (1996-1999m.). Būtų tikslinga šią programą pratęsti pagal pateiktą naujos programos projektą “Saulės energijos naudojimas”.

Svarbu tęsti mokslo tyrimo darbus naujų neorganinių medžiagų saulės energetikai srityje. Tai &#

#8211; trinarių chalkopirito tipo puslaidininkių, kurie gali tapti labai efektyvių saulės elementų pagrindine struktūra, tyrimus. Planuojami šių puslaidininklių efektyvumo priklausomybės nuo sluoksnių formavimo sąlygų, jų elektrinių ir fotoelektrinių savybių tyrimai (PFI).

Fotojautrių organinių junginių molekuliniams saulės elementams sintezė ir fotofizinių savybių tyrimų bei taikymo (FI, KTU, VU, MTMI, MSI) galutinis tikslas – ženklus (eile) fotoelektros atpiginimas.

Technologijos ir gamyba: Lietuva yra sukūrusi monokristalinio silicio saulės elementų gamybos technologiją, kuri leidžia gaminti 13% efektyvumo saulės elementus. Ji yra pajėgi sukurti naują, formavimosi principais pagrįstą technologiją, didinačią saulės elementų efektyvumą (15%) ir mažinančią jų gamybos kaštus trečdaliu (MSI, AB “Vilniaus Venta”)

Lietuva yra pajėgi gaminti šiuo metu plačiausiai pasaulyje naudojamus (iki 85%) monokristalinio silicio saulės elementus iki 1-2MW per metus. Tai aprūpintų ne tik Lietuvos reikmes, bet taptų vienu iš aukštųjų technologijų gaminiu eksportui (AB “Vilniaus Venta”)

Lietuva pajėgi gaminti saulės modulius tiek Lietuvos reikmėms, tiek eksportui, panaudojant Lietuvoje gaminamus saulės elementus (UAB “Saulės energija”).

Energetika: Šiandien fotoelektra yra keleta kartų brangesnė, nei atominės ar šiluminių elektrinių gaminama elektra. Tačiau, senkant iškasamojo kuro ištekliams, pastaroji brangs. Perėjimas prie atsinaujinančios energetikos reikalaus kardinalių pokyčių tiek energetikoje, tiek pramonėje, tiek buityje. Todėl, jeigu nenorima prarasti turimo mokslinio, technologinio bei gamybinio potencialo, galinčio kurti naujas darbo vietas, tam reikia ruoštis jau šiandien.

Dėl saulės spinduliuojamosios energijos sezoninio, paros, meteorologinio kitimo negalima tikėtis visą reikiamą elektros energiją gauti iš fotoelektros. Tačiau fotoelektrinės energijos panaudojimas gali iš esmės sumažinti importuojamo iškasamojo kuro (urano, naftos, dujų, akmens anglies) reikmes. Situacija gali pasikeisti tolimesnėje perspektyvoje, panaudojus saulės energiją vandeniliui ir deguoniui gaminti iš vandens ir išmokus juos naudoti kaip pagrindinį kurą ūkyje.

Lietuvoje gerai išvystytas valstybinis elektros tinklas.Todėl čia fotoelektrą derėtų gaminti jungiamose prie tinklo nedidelėse modulinėse saulės jėgainėse – nuo kelių kilovatų sodybai ar namui, iki kelių šimkų kilovatų įmonei ar gyvenvietei. Perspektyvu būtų statyti fotoelektrines ir vėjo jėgaines kartu.

Demonstracinės jėgainės: Planuojama įrengti demonstracinę fotoelektrinę saulės jėgainę (komplekse su vėjo jėgaine) Lietuvos jūros muziejuje, turistų gausiai lankomoje zonoje. Jėgainė aprūpintų delfinariumo reikmes.

Numatoma taip pat įrengti įvairios paskirties fotoelektrines saulės jėgaines, tikslu nustatyti jų efektyvumą Lietuvoje:• 150W (vandeniui tiekti, vasarnamių energetikai, besikūriančių ūkininkų minimalioms reikmėms)
• 3-5kW (autonominė jėgainė)
• 3-5kW (jėgainė, prijungta prie tinklo)
• 3-5kW (požeminio įrenginio ar tilto katodinei apsaugai)
• 15W (ženklams autostradose apšviesti)
Saulės šiluminė energetika

Per metus žemės paviršių Lietuvoje pasiekia apie 1000 kWh/m2 saulės energijos. Daugiau kaip 80 % šios energijos tenka 6 mėnesiams (nuo balandžio iki rugsėjo). Realiai šiuo metu saulės energija šiluminiams tikslams gali būti naudojama įrengiant saulės kolektorius vandeniui šildyti, saulės kolektorius žemės ūkio produkcijai džiovinti ir įrengti patalpų šildymo saulės energija sistemas.

Lietuvoje yra sumontuota tik keletas vandens šildymo saulės kolektoriais sistemų, kurių suminis plotas sudaro apie 100 m2. Gamykla “Santechninės detalės” gamina saulės kolektorius štampuotų plieninių šildymo radiatorių pagrindu. Lyginamoji tokio kolektoriaus kaina apie 300 Lt/m2, energetinis efektyvumas – apie (250-290) kWh/m2 per sezoną. Dabartinėmis sąlygomis, nesant skatinimo ir rėmimo naudoti saulės kolektorius vandeniui šildyti daugeliu atveju ekonomiškai neapsimoka.

Neseniai buvo sukurti ir šalies žemės ūkyje produkcijos džiovinimui pradėti naudoti plėveliniai saulės kolektoriai. Jų energetinis sezoninis našumas – iki 200 kWh/m2. Jie atsiperka per (1-2) metus. Tačiau tokius kolektorius nepatogu montuoti ir sandėliuoti, o plėvelė – neilgaamžė. Tokius kolektorius galėtų naudoti smulkūs ūkininkai. Suminis kolektorių žemės ūkio produkcijos džiovinimui plotas šiuo metu sudaro apie 180 m2.

Šiuo metu pradėti tyrimo darbai siekiant pagrįsti saulės energijos naudojimo būdus patalpoms šildyti. Tačiau tokios rekomendacijos dar ruošiamos ir realiai veikiančių šildymo sistemų dar neturime.

Nacionalinėje energijos vartojimo efektyvumo didinimo programoje saulės energijos naudojimo šiluminiams reikalams potencialas įvertintas priėmus, kad ši energija tenkins 10 % šildymo ir apie 30 % karšto vandens ruošimo reikmių t.y. 3,0 TWh per metus. Realiausia vandens šildymui naudoti savos namudinės gamybos saulės kolektorius ir rezervuarus (sistemos kaina apie (400-500) Lt/m2, našumas (250-300) kWh/m2 per metus, tarnavimo laikas 10 metų arba organizuoti vietinę pramoninę kolektorių gamybą naudojant importinius absorberius (sistemos kaina būtų apie 1000 Lt/m2, našumas iki (330-380) kWh/m2 per metus, tarnavimo laikas apie (15-20) metų. Be to, plačiau galėtų būti naudojami polimeriniai absorberiai (be skaidrios dangos) plaukymo baseinams, žuvininkystei ir augalų laistymui.

Didelės perspektyvos yra naudoti saulės kolektorius žemės ūkio produkcijos džiovinimui. 1997 m. Lietuvoje buvo gauta daugiau kaip 3 Mt grūdų ir pagaminta daugiau kaip 2 Mt šieno. Naudojant šilumines džiovyklas 1 kg vandens iš grūdų išgarinti reikia sunaudoti apie (1,1-1,7) kWh energijos, tuo tarpu naudojant aktyviąją ventiliaciją su saulės kolektoriais – tik (0,33-0,39) kWh. Džiovinant 1 t 24 % drėgnumo grūdų iki 14 % drėgnumo šiluminėmis džiovyklomis reikia apie 184 kWh/t, o aktyviąja ventiliacija su saulės kolektoriais – tik apie 47 kWh/t energijos. Naudojant aktyviąją ventiliaciją su saulės kolektoriais šienui džiovinti galima gauti aukštos kokybės pašarą. Skaičiavimai rodo, kad žemės ūkio produkcijos džiovinimo kolektorių šalyje potencialas sudaro apie 4 mln.m2 saulės kolektorių ploto. Tokie kolektoriai ateityje turėtų būti sutapdinti su pastatų statybinėmis konstrukcijomis.

Lietuvoje vien gyvenamųjų namų bendri metiniai šilumos nuostoliai 1995 m. sudarė 23,2 TWh. Preliminarūs skaičiavimai rodo, kad naudojant pasyviąsias patalpų šildymo saulės energija sistemas esant palankiai pastato padėčiai ir orientacijai galima energijos sąnaudas šildymui sumažinti 20 %. Be to, tokios saulės šildymo pasyviosios sistemos gali būti panaudotos vandeniui ir orui technologiniams reikalams šildyti.

Vamdens jegaines

1. Kol kas panaudojama 14% turimų techninių hidroenergijos išteklių ir jų dalis bendrame energijos balanse yra apie 1% bei elektros energijos balanse apie 3%.

2. Techniniai arba realūs hidroenergijos ištekliai šalyje įvertinti 2,7 mlrd. kWh/metus. Apie 2,2 mlrd. kWh/metus arba 80% visų išteklių tenka didžiosioms Lietuvos upėms: Nemunui ir Neriai, o visoms kitoms vidutinėms ir mažoms upėms (470)-apie 0,5 mlrd. kWh/metus arba 20%.Nors ekonomiškai efektyvesnės ir energetiškai reikšmingesnės yra didelės HE, tačiau dėl esamo elektrinių galių pertekliaus, griežtų ekologinių reikalavimų, didelių reikalingų investicijų ir kt. jos yra tolesnės perspektyvos uždavinys. Tačiau ištirti ir žinoti jų galimybes būtina jau dabar.

3. Mažos hidroelektrinės (MHE), kurių galia mažiau negu 10MW, prie visų kitų
upių, statant jas masiškai pagal tipinius projektus, su standartiniais
energetiniais įrengimais, tiekiančios energiją į elektros tinklus, pilnai
automatizuotos, be pastovaus aptarnaujančio personalo, pirmiausia prie esamų
ir nenaudojamų tvenkinių, jau tapo ekonomiškos ir rentabilios.Tai patvirtina
sparčiai besiplečianti jų statyba šalyje.Šiuo metu jau pastatyta virš 10
naujų MHE ir bendras jų skaičius viršijo 20.Visų jų bendra galia mažesnė
negu 7 MW ir elektros gamyba apie 25 mln. kWh/metus.

4. MHE verslas tapo patrauklus privatiems investuotojams:UAB, savininkams. Nors visumoje MHE santykinai yra brangios, ypač pačios mažosios, tačiau atsiperka maža elektros gamybos savikaina ir praktiškai nėra jokios verslo rizikos.Be to, Lietuvoje ilgus metus efektyviai dirbanti didelė Kauno HE (100 MW), kuri pagamina per metus 350 mln. kWh, yra geras hidroenergetikos efektyvumo įrodymo pavyzdys. Šalyje veikia Kruonio HAE (800 MW).

5. MHE statyba šalyje vyks 2 etapais:
Atstatant apleistas ir įrengiant naujas prie esamų tvenkinių (1/3 pigiau negu naujoje vietoje).Realios galimybės- apie 131 MHE, bendros 16 MW galios ir 60 mln. kWh/metus.Bus realizuotos per 5-10 metų.Statant MHE naujai tinkamose upių vietose.Realios galimybės čia vertinamos iki 500 mln. kWh ir įsisavinimas užtruks ilgiau.Galimas naujų MHE vietas teks atidžiai ištirti.Jos bus statomos efektyviuose ir leistinuose gamtosaugos požiūriu upių ruožuose; su žemesnėmis vandens patvankomis ir didesniais įrengtais debitais negu prie esamų tvenkinių, tenkinant aplinkosaugos reikalavimus.

6. Hidroenergetikos plėtrai paspartinti yra būtina skatinanti Vyriausybės echninė-ekonominė politika, sutvarkyta įstatyminė bazė, aiškūs ir racionalūs aplinkosaugos reikalavimai ir kt.Tiek hidroenergijos,tiek kitų AEŠ techninis-ekonominis pagrindimas turi remtis išorinių energijos gamybos kaštų arba išvengtos žalos aplinkai kurenant organinį kurą vertinimu, t.y. pagal ekonominį-ekologinį kriterijų.

Geometrine energija

Žemės energija – viena iš atsinaujinančios energijos rūšių Lietuvoje jau įsisavinta privačiame sektoriuje iš negiliai (iki 100 m) slūgsančių vandeningų horizontų Vilniuje ir Klaipėdoje (instaliuotas galingumas 0.114 MWt). Geoterminės energijos šaltinis yra žemės gelmėse ir pastoviai atnaujinamas radioaktyviųjų elementų (urano, radžio, torio ir kt.) skilimo energija bei mantijos šiluma iš vidaus ir Saulės energija iš viršaus. 1996m Pasaulyje buvo instaliuota 13538 MWe alternatyvios energijos (geoterminė, vėjo, Saulės, potvynių-atoslūgių), tame skaičiuje geoterminė sudarė – 7049
MWe, tai yra 52 procentus. Žemės energijos panaudojimas yra labai įvairus – gali tenkinti centralizuotų ir pavienių vartotojų poreikius, suteikti jiems komfortą ir nekenkia aplinkai. Žemės energiją galima paversti šiluma arba elektra, rasti būdų kompleksiškam hidrosferos išteklių pritaikymui, ypač gydymo, poilsio ir sveikatos profilaktikos srityje, žemės ūkyje (daržininkystėje, žuvivaisoje, linų perdirbime, grūdų ir šieno miltų džiovinime ir kt.), pramonėje (žuvų, medienos, vaisių ir daržovių džiovinime ir kt.), plentų-kelių, lėktuvų nusileidimo takų sniego-ledo tirpinimui ir kitur.

Žemės energijos išteklių išgavimas susijęs su: karštomis sausomis uolienomis; karštu požeminiu vandeniu; žemos temperatūros požeminiu ir gruntiniu vandeniu; gruntu (dirvožemiu).

Žematemperatūrinę Žemės šilumą galima naudoti, taikant šilumos siurblius: šaltinis- šilumokaitis – šilumos siurblys – vartotojas. Aukštatemperatūrinę Žemės šilumą galima naudoti per šilumokaičius tiesiogiai: šaltinis – šilumokaitis – vartotojas.

Geoterminę elektros energiją galima gauti iš karštų sausų uolienų, slūgsančių Vakarų Lietuvoje 2,5 – 4,5 km gylyje, kurių temperatūra turėtų būti 100-145oC. Geoterminę elektros energiją taip pat galima gauti ir pritaikant šilumos siurblius.

Tyrimų kryptys. Geoterminius tyrimus reikėtų plėtoti šiomis kryptimis:seklioji geotermija (šilumos siurbliai, požeminis šilumos akumuliavimas į vandeningus horizontus pagal naujai rekonstruoto Vokietijos Reichstago energijos tiekimo pavyzdį) hidrogeoterminiai ištekliai, susieti su kambro, vidurinio-apatinio devono ir viršutinio-vidurinio devono (Šventosios-Upninkų) mineralizuotais vandenimis;karštos sausos uolienos ir jų išteklių panaudojimo perspektyva.

Demonstracinės jėgainės, naudosiančios hidrogeoterminius kambro išteklius.

Geoterminės energijos panaudojimo darbai Vydmantų daržininkystės ūkyje prasidėjo 1989 m. Išgręžti du gręžiniai į kambro vandeningą horizontą, gautas ~74oC vanduo. Produktyvaus horizonto filtracinės savybės problematiškos, kadangi kolektorius plyšinis-porinis. Tokio tipo kolektoriuose nėra įrengtų geoterminių jėgainių. Vydmantų objekto užbaigimas ir eksploatavimo patirtis galėtų būti naudinga ne tik Lietuvai, bet ir kitoms šalims, turinčioms panašius kolektorius.

Vilkaviškio balneologinis geoterminis projektas. Šio projekto įgyvendinimas išplėstų Žemės energijos pritaikymą ne tik šildymo reikmėms, bet ir gydymui bei sveikatos stiprinimui.

Baisogalos geoterminis projektas galėtų būti orientuotas ne tik šilumos poreikio padengimui, bet ir eksperimentiniam pritaikymui, pvz. linų perdirbimui, grūdų, medienos džiovinimui, pieno pasterizavimui.

Lietuvoje geoterminio lauko energijos potencialas sudaro 6 000×1018 J (iki 3 km gylio). Tai: a) seklieji geoterminiai ištekliai iki 200 m gylio, b) hidroterminiai ištekliai– vandeningųjų horizontų energijos resursai, c) petroterminiai – karštų sausų uolienų energijos resursai /1/.

Lietuvoje nuo 1994 m. naudojami lengviausiai pasiekiami seklieji geoterminiai ištekliai. Šiuo metu yra įrengta per 100 geoterminių šilumos sistemų, kurių bendra galia siekia 1 MW.Klaipėdoje 2000 m. pradėjo veikti geoterminė jėgainė (galia 49.3 MW), naudojanti apatinio devono hidroterminius išteklius. Dėl geoterminių jėgainių ekologiškumo gavo Jungtinių Tautų Aplinkos apsaugos fondo ir Danijos Aplinkos apsaugos agentūros subsidijas (6.9 mln. JAV $ ir 3 mln. JAV $) /2/.

Kasmet bus sutaupoma 16 560 t mazuto arba 19 485 tūkst.m3 gamtinių dujų. Paskaičiuota, kad į aplinką nebus išmetama: 52 000 t/metai CO2, 270 t/metai NOx, 1 160 t/metai SO2, 18 t/metai kietųjų dalelių.Geoterminės energijos naudojimas gali ženkliai pagerinti aplinkos kokybę. Vokietijos Neustadt-Glewe 16.4 MW galios geoterminės jėgainės 5 metų darbo patirtis parodė, kad aplinkos tarša sumažėjo šimteriopai /3/.

TRUMPAI APIE JUNGTIES ENERGIJA

Stipriosios sąveikos energija, rišanti protonus ir neutronus atomo branduolyje. Pasireiškia per masės defektą. Tai reiškia, kad atskirų branduolį sudarančių dalelių masių suma yra didesnė už branduolio masę. Šis masės perteklius energijos pavidalu išlaisvinamas branduolio sudarymo reakcijose. Didžiausią jungties energiją turi geležies ir artimų jai periodinės sistemos elementų atomų branduoliai. Todėl energija išsiskiria lengviems branduoliams jungiantis į sunkesnius (iki geležies) arba labai sunkiems branduoliams dalantis į lengvesnius.

ENERGIJA IS DUMBLO

Energija iš dumblių

Japonų mokslininkai išrado praktišką vandens dumblių panaudojimo energetikoje būdą. Būdas duoda didesnę energijos išeigą, o medžiagomis, likusiomis po to, kai dumbliai yra paversti dujų kuru, dar ir galima maitinti kitas šių augalų kartas.

Specialiai auginamų augalų panaudojimo kurui gaminti idėja yra labai patraukli, nes šitaip atmosferoje nėra didinamas anglies dvideginio kiekis. Augdami augalai sugeria CO2, o gautąją biomasę sunaudojus gaunamas anglies dvideginio kiekis yra toks pat, kaip ir anksčiau sugertasis, taigi šios medžiagos balansas atmosferoje nėra pažeidžiamas. Kita vertus, deginant iškastinį kurą: naftą, akmens anglį ir pan., į orą patenka anglis, kuri iš jo buvo pašalinta jau prieš milijonus metų. Manoma, kad būtent dėl šios perteklinės anglies ir pradėjo keistis mūsų gimtosios planetos klimatas.

Dumbliai kaip reta sparčiai auga, todėl yra labai perspektyvus biomasės šaltinis. Bet jie turi ir du rimtus trūkumus. Pirmasis yra tas, jog dumbliai paprastai auginami vandenyje, kur jų tėra nuo 0,5 iki 1 g litre. Taigi, jei gautąją biomasę prieš panaudojant reikės išdžiovinti, teks išeikvoti nemažai energijos. Be to tirpalą, kuriame auginami dumbliai reikia gerokai patręšti azotu, kaliu ir fosforu, o šio kokteilio gamybai irgi reikia energijos sąnaudų.

Procesas, pasiūlytas Tomoaki Minowa ir Shigaki Sawayama, dirbančių Gamtosaugos institute Tsukuboje (Japonija), nereikalauja jokio dumblių džiovinimo, o auginimui būtinų trašų kiekis sumažėjo dviem trečdaliais. Japonai panaudojo taip vadinamą žematemperatūrį katalitinį dujinimą. Dideliame slėgyje ir nemažoje temperatūroje dumbliai skyla į metanu prisodrintas dujas be jokio jų išankstinio džiovinimo. Be to dumbliuose sukauptas azotas virsta vandenyje ištirpusiu amoniaku, kurį galima toliau naudoti auginant kitus dumblius. Bendras iš dumblių biomasės išgaunamas energijos kiekis, lyginant su tradiciniais procesais, išaugo dvigubai.

Dabar Minowa kuria netrūkiai veikiantį biodujų gamybos iš dumblių reaktorių ir sieks galutinai optimizuoti savo išrastąjį procesą.

GEOTERMIE ENERGIJA

Geoterminės energijos šaltinis yra Žemės viduje. Šis negęstantis Hefaisto žaizdras yra nuolatos kurstomas radioaktyviųjų elementų (urano, torio, radžio ir kt.) skilimo energija iš vidaus ir Saulės energija iš viršaus. Tai ir yra geoterminės energijos neišsenkamumo, atsikūrimo prielaidos. Ši energija egzistuos tol, kol egzistuos pati Žemė bei visa Saulės sistema.Ar galima nors iš dalies ją nukreipti žmonėms naudinga linkme? Be abejo, taip. Valstybės, kurios sugeba naudotis neišsenkama Gamtos dovana, jau dabar pakėlė savo ekonomiką, žmonių gyvenimo lygį, sukūrė sveiką, švarią aplinką. Viena iš jų yra Islandija, artima ir brangi Lietuvai savo dvasia ir siekiais valstybė. Islandijoje yra aukščiausias pasaulyje metinis energijos suvartojimo lygis vienam gyventojui – 379 GJ (Lietuvoje 1995 m. buvo 50,8 GJ). Islandijos energijos suvartojimo balansas atrodo taip: 48,5 proc. geoterminė energija, 16,5 proc. hidroenergija, 32,1 proc. importuojama nafta ir 2,9 proc. anglys. Nafta daugiausia naudojama transportui (automobiliams, laivams, lėktuvams). Oponentai tuojau ims prieštarauti, sakydami, kad Islandijai tereikia ranką ištiesti ir pasiimti šilumą. Tai tiesa. Ten geologinės sąlygos kur kas palankesnės negu Lietuvoje. Bet ir mūsų šalies bet kurioje vietoje kiekvienas šilumos vartotojas gali rasti būdų, kaip pritaikyti Žemės energiją savo reikmėms. Šiuolaikinės techninės ir technologinės galimybės sudaro prielaidas panaudoti plataus diapazono žemas temperatūras. Naujos kartos šilumos siurbliai atveria dideles galimybes pasinaudoti alternatyvių energijos šaltinių teikiamais privalumais.Geologai kartu su energetikais gali centralizuotiems ir individualiems vartotojams pasiūlyti komfortą teikiantį Žemės sukauptą energijos šaltinį. Tai energija, kuri yra: ekologiška; nuolatos atsikurianti; visur esanti ir teikianti daugybę variantų; nepriklausoma nuo tiekėjų; nepriklausoma nuo sezoniškumo; nedarkanti kraštovaizdžio; neturinti eksploatavimo problemų, pvz., vamzdžių korozijos, vandalizmo atvejų, teršimo, užšalimo; nebrangstanti ir neturinti transportavimo išlaidų; suteikianti vartotojui autonomiškumą (tai ypač vertinama Šveicarijoje). Geotermine energija gali naudotis centralizuoti ir pavieniai vartotojai (1
pav.) visoje Lietuvos teitorijoje. Geoterminės, tektoninės, geologinės, inžinerinės-geologinės, hidrogeologinės ir klimatologinės Lietuvos sąlygos yra palankios Žemės energijos gavybai. Kiekvienu konkrečiu atveju reikia įvertinti vartotojo poreikius ir minėtąsias gamtines sąlygas, kad būtų galima pasirinkti geriausią variantą. Prognozinių geoterminių išteklių pasiskirstymas parodytas 2 paveikslėlyje. Tai sąlyginiai skaičiai, nes ištekliai nuolat atsikuria, o tai reiškia, kad jie niekuomet neišseks. Lietuvos gelmių geologija, sandara, tektonika, uolienų sudėtis bei fizinės-šiluminės savybės ir hidrogeoterminė situacija įvairi, kaiti, atspindinti šimtus milijonų metų trukusią šio mažo Žemės lopinėlio istoriją. Iš kristalinio pamato uolienų (labai kietos, kompaktiškos, panašios į riedulius) nuolat vyksta šilumos perdavimas į nuosėdines uolienas, kurios susidarė jūrose arba lagūnose, tvyrojusiose Lietuvos teritorijoje ilgą geologinės raidos laikotarpį. Kristalinio pamato uolienos, slūgsančios vakarinėje dalyje 2 km ir net didesniame gylyje (gręž. Purmaliai-1 – 2,339 km), šiaurės rytų, rytų ir pietryčių kryptimis pakyla iki 200 m gylio. Vakarų Lietuvoje išskiriama geoterminė anomalija, pasižyminti dideliais šilumos parametrais – geoterminiu gradientu (temperatūros prieaugis kas 100 metrų) +3,5 – +5oC, šilumos srautu 60 – 100 mW/m2. Temperatūra kristalinio pamato kraige aukšta +70 – +90oC (gręž. Vabalai-1 2,301 km gylyje užfiksuota +104,3oC temperatūra). Kristalinio pamato kilimo kryptimis geoterminių parametrų reikšmės mažėja, bet yra pakankamos jų praktiniam naudojimui. Natūralus šilumnešis yra požeminis vanduo, slūgsantis trijuose pagrindiniuose hidrogeoterminiuose kompleksuose – kambro, apatinio-vidurinio devono ir vidurinio-viršutinio devono, taip pat visuose kituose vandeninguosiuose horizontuose. Šilumnešiu gali būti ir gruntinis vanduo. Papildomi šilumos šaltiniai yra: gruntas arba dirvožemis; paviršiniai vandens telkiniai (jūra, ežeras, upė ir kt.); aplinkos oras.Rinkos ekonomika atvėrė duris privačiai iniciatyvai ir sudarė sąlygas Lietuvoje atsirasti pirmosioms eksperimentinėms geoterminėms sistemoms privačiuose namuose. Pirmoji geoterminė sistema įrengta Vilniuje 1996
metais. Šilumnešis yra požeminis vanduo iš kvartero tarpmoreninio Žemaitijos-Dainavos vandeningojo horizonto. Gręžinio gylis 60 metrų, vandens temperatūra +12oC, vandens debitas 3,5-5,0 m3/h. Vanduo per šilumokaitį atiduoda +4 – +5oC ir toliau naudojamas buityje. Šilumos siurblys šiuo atveju šildo orą. Name įrengtas modernus orinis šildymas, atitinkantis visus higienos reikalavimus. Gręžinys išgręžtas kieme. Vamzdžiai išvedžioti po žeme. Gręžinio vietą žymi tik paprastas kanalizacijos dangtis. Nėra jokio aplinkos darkymo, aplink žalia veja. Klaipėdoje įgyvendinamas demonstracinis geoterminis projektas. Šiuo metu jau yra išgręžti keturi gręžiniai (2 gavybiniai ir 2 injekciniai – priimamieji). Tai centralizuoto šilumos tiekimo iš geoterminio šaltinio pavyzdys. Šilumnešis – požeminis vanduo bus eksploatuojamas iš apatinio-vidurinio devono hidrogeoterminio komplekso. Šio projekto schema panaši į 1 pav. blokdiagramą, tik trūksta dar dviejų gręžinių. Požeminio vandens temperatūra +39oC. Šiuo atveju taip pat bus naudojamas šilumos siurblys pakelti temperatūrai iki vartotojo poreikio. Vydmantuose 1989-1993 m. išgręžti du geoterminiai gręžiniai, kurie pagal projektą buvo skirti kambro hidrogeoterminiam kompleksui eksploatuoti. Požeminio vandens temperatūra +73oC. Šiuo atveju šilumos siurblys nereikalingas. Dėl finansavimo stokos projektas nebuvo užbaigtas. Gręžiniai užkonservuoti. Projektas, atsiradus investicijoms, galės būti įgyvendintas. Geoterminis gręžinys Vydmantai-1 yra giliausias Lietuvoje (2,564 km). Vilkaviškio rajono savivaldybė ir Centrinė ligoninė savo mieste ketina įgyvendinti balneologinį-geoterminį projektą iš kambro hidrogeoterminio komplekso. Kambro požeminis vanduo šioje vietoje yra +47oC temperatūros ir kartu yra gydomasis. Beje, kambro vanduo ir visoje Lietuvos teritorijoje yra labai mineralizuotas (80–200g/l) ir gydomasis, todėl daug kur galėtų būti šitaip dvejopai pritaikytas. Reikia pažymėti, kad visi Lietuvos mineraliniai, mineralizuoti ar labai mineralizuoti požeminiai vandenys (išskyrus geriamąjį, kuris savaime yra vertybė) yra geriamieji arba gydomieji. Baisogalos seniūnija taip pat įvertino savo apylinkės geologines sąlygas ir turi viltį sulaukti investuotojų geoterminiam projektui įgyvendinti. Geologinės-geoterminės ir techninės-ekonominės sąlygos įvertintos ir kituose objektuose Šilutėje, Virbalyje, Krakėse, Nidoje, Joniškėlyje ir kitur. Įvertinta centralizuotam šilumos vartotojui. Yra dar daug galimybių ir variantų geoterminei energijai Lietuvoje panaudoti. Atlikti labai originalūs vertinimai, kaip iš geoterminės energijos gauti elektros energiją. Apskaičiuota, kaip Klaipėdos miestą aprūpinti žemės gelmių elektros energija. Be to, dar daug kur kitur galima pritaikyti geoterminę energiją: maistui konservuoti, pienui pasterizuoti, cementui džiovinti, organinėms medžiagoms, žolei, daržovėms, žuviai džiovinti, ledui greitai tirpinti (šia galimybe galėtų pasinaudoti oro uostai lėktuvų nusileidimo takų priežiūrai žiemos metu), grybams auginti, dirvai šildyti, žuvims veisti ir auginti bei kitur. B.Lindalis 1973 m. paskelbė klasikine tapusią ir dabar jo vardu vadinamą diagramą apie geoterminės energijos naudojimo sritis. Ko trūksta, kad ši energija pradėtų tarnauti žmonėms? Pirmiausia, turi būti pakeistas nusistovėjęs stereotipas esą Lietuva turinti ribotus vietinius energijos išteklius, yra labai priklausoma nuo jų importo. Nacionalinėje energetikos strategijoje turi būti numatyta, kaip pereiti prie energijos alternatyvų, iš kurių viena ir yra geoterminė energija.

Leave a Comment