HIDROENERGIJA

Šiaulių Lieporių vidurinės mokyklos
Viktorijos Puščiūtės ir Gabrielės Gutkauskaitės

10e klasės mokinių

Hidroenergija

Referatas

Šiauliai, 2007

Lietuvos hidroenergetikos plėtros kryptys
Nagrinėjamos pagrindinės Lietuvos hidroenergetikos plėtros kryptys ir veiklos programos gairės. Daugiausia dėmesio skiriama hidroenergetikos ištekliams, jų naudojimui, platesnio panaudojimo galimybėms ir hidroenergetikos plėtros programai. Pabrėžtas didelių hidroelektrinių (HE) ant Neries ir ypač Nemuno galimybių tyrimas ir įvertinimas. Tai ypač aktualu dabar, kai rengiamasi uždaryti Ignalinos AE. Remiantis esamais duomenimis perspektyviausios ir efektyviausios būtų dvi didelės HE Nemuno vidurupyje: Birštono ir Alytaus HE, kurių rodikliai maždaug tokie pat, kaaip Kauno HE.

Hidroenergetikos vaidmuo energetikoje
Pagal elektros energijos lyginamąjį suvartojimą vienam gyventojui Lietuva šiuo metu labai atsilieka nuo išsivysčiusių šalių. Elektros suvartojimas iki 2020 m. greito ekonominio augimo atveju gali išaugti iki 2,4 karto ir būti didesnis už 1990 m. lygį.
Turimų elektros gamybos galingumų šalies poreikiams visais atvejais užteks iki 2010 – 2015 metų.
Prireikus naujų galingumų Ignalinos AE greito uždarymo atveju ekonominiu atžvilgiu vienu iš patraukliausių elektros energijos gamybos šaltinių būtų Nemuno ir Neries hidroelektrinės.
Pagrindinė HE funkcija šiuolaikinėse energetinėse sistemose – paros apkrovimų grafiko netolygumų reguliavimas. Šią fuunkciją šalies energetinėje sistemoje atlieka Kruonio HAE ir Kauno HE. Reguliuoti šiluminėmis elektrinėmis (ŠE) netikslinga. Todėl Nemuno HE statyba yra aktuali ir reikšminga, nors ir veikia Kruonio HAE.
Pagal ES komisijos rekomendacijas šalyse narėse 2010 m. iki 12 proc. visų energijos poreikių tu

urėtų būti tenkinama iš atsinaujinančių energijos šaltinių (AEŠ). Šiuo metu šalyje ši dalis sudaro apie 6 proc. – tai išimtinai hidroenergija ir šilumos energija, gaunama iš biomasės (medienos). Kitų AEŠ indėlis į šalies bendrą kuro ir energijos balansą kol kas nejuntamas. Malkoms ir miško bei medžio atliekoms tenka daugiau kaip 5 proc. ir hidroenergijai apie 1 proc. visų sunaudotų energijos išteklių. Taigi patenkinti ES komisijos rekomendacijas bus galima tik geriau naudojant šalies hidroenergiją ir biomasę.
Hidroenergijos dalis šalies elektros energijos balanse sudaro apie 3 procentus. Antra vertus, kol kas tepanaudojama apie 14 proc. turimų techninių hidroenergijos išteklių. Panaudojus visą hidroenergiją optimistiškai vertinant būtų galima tenkinti iki 15 proc. šalies elektros energijos poreikių. Ekonomiškai efektyvesnės ir energetiškai reikšmingesnės būtų didelės HE ant Nemuno ir Neries upių, tačiau dėl esamo elektros gaalių pertekliaus, reikalingų didelių investicijų, griežtesnių aplinkosaugos reikalavimų ir kt. jos šiandien nėra aktualios ir yra tolesnės perspektyvos uždavinys. Tačiau ištirti ir įvertinti jų realias galimybes būtina jau dabar. Puikus hidroenergetikos efektyvumo įrodymo šalies sąlygomis pavyzdys yra Kauno HE (100,8 MW galios), pradėta eksploatuoti visa galia 1960 metais. Ji jau beveik 4 kartus atsipirko savo išlaidas ir toliau tarnauja įvairiems tikslams: pirmiausia energetikai, Kauno miesto apsaugai nuo potvynių, žuvų ūkiui, rekreacijai, vandens tiekimui. Rekomenduojamos dvi Birštono ir Alytaus HE Nemuno vidurupyje savo parametrais bū
ūtų analogiškos Kauno HE.
Tuo tarpu mažos HE (galia<10MW) prie visų kitų upių, statant jas masiškai pagal tipinius projektus, su standartiniais energetiniais įrengimais, tiekiančios elektrą esamiems elektros tinklams, visiškai automatizuotos, be pastovaus aptarnaujančiojo personalo, pirmiausia prie esamų ir nenaudojamų tvenkinių (iš viso 434), jau tapo ekonomiškos ir rentabilios. Tai patvirtina sparčiai besiplečianti jų statyba šalyje. Šiuo metu veikia 26 mažos HE, iš kurių 14 naujai pastatytos. Artimiausiu laiku turi būti paleistos dar kelios mažos HE. O iš viso jau išduota daugiau kaip 40 leidimų naudoti vandens tvenkinius hidroenergijos gamybai.
Hidroenergijos ištekliai
Nustatytas šalies upių ir upelių, ilgesnių nei 20 km arba kurių baseino plotas didesnis nei 50 km2, skaičius yra 472. Visų šių upių potencinė galia vertinama 585,1 MW vidutinės metinės galios, o elektros energijos gamyba – 5129 mln. kWh per metus. Taigi 1 km2 teritorijos ploto tenka vidutiniškai po 9,0 kW galios arba 78,7 tūkst. kWh elektros gamybos.
Lietuvoje yra tik dvi upės (Nemunas ir Neris), kurių kiekvienos vidutinė metinė galia didesnė kaip 100 MW (didelės upės), 40 upių, kurių galia tarp 100 ir 1 MW (vidutinės upės) ir 430 upių bei upelių, kurių galia mažesnė kaip 1 MW (mažos upės). Sąlyginai galima teigti, kad Nemunas ir Neris yra didžiosios, o visos kitos upės – mažosios hidroenergetikos šaltiniai. Pagal naujausių skaičiavimų duomenis visas Nemunas nuo versmių iki žiočių (Atmatos žiočių) turi 340,2 MW po
otencinės galios, iš kurios Lietuvai, priskaičiuojant pusę galios Nemunui tekant 116 km valstybės siena, tenka 239,8 MW galios arba 70,5 proc. viso Nemuno galios ir 41 proc. visų šalies upių galios. Neries potencinė galia yra 127,2 MW, iš jos Lietuvai tenka 106,4 MW. Abi upės kartu sudaro 346,2 MW arba 59,2 proc. visų šalies upių potencinės galios. 40 vidutinio dydžio upių potencinė galia sudaro 28,2 proc., o 430 mažų upių – tik 12,6 proc. bendros hidrogalios. Taigi upių, kurių teorinė hidrogalia gali būti panaudota mažosios hidroenergetikos plėtrai, yra 238,9 MW arba 40,8 proc. viso šalies hidroenergijos potencialo.
Techniškai galima panaudoti hidroenergija yra nepalyginti mažesnė kaip potencinė. Laikoma, kad mažesnių upių potencinės hidroenergijos galima techniškai panaudoti tik kokius 25 proc., didesnių – daugiau, o kiek daugiau – priklauso nuo konkrečių sąlygų. Didelių upių techniniai ištekliai gali būti vertinami apie 70 proc. jų potencinių išteklių. Šiuo santykiu remtasi nustatant Nemuno ir Neries upių techninius hidroenergijos išteklius. Vadinasi, visų šalies teritorija arba valstybės siena tekančių (pastarųjų imama pusė hidroenergijos) techniniai hidroenergijos ištekliai yra 2,65 mlrd. KWh per metus.
Realiai tik tam tikra dalis techninių hidroenergijos išteklių yra ekonomiškai tikslinga panaudoti elektros gamybai. Jos dalis yra sunkiai apibrėžiama ir priklauso nuo politinių, ekonominių, energetinių, gamtosauginių sąlygų. Kaip rodo užsienio patyrimas nuo 60-45 proc. techninių hidroenergijos išteklių yra ekonomiškai tikslingi panaudoti.
Visiškai panaudojus techninius hidroenergijos išteklius būtų galima tenkinti ap
pie 19 proc. šalies elektros poreikių, iš jų 3,7 proc. mažosiomis HE. Tai maksimumas. Ekonomiškai tikslingi hidroenergijos ištekliai sudarytų gal tik pusę techninių hidroenergijos išteklių, t.y. apie 1,5 mlrd. kWh per metus. Pirmiausia tai Nemuno, taip pat Neries upių hidroenergija. Taigi visiškai panaudojus ekonomiškai tikslingą hidroenergiją šalyje būtų galima tenkinti apie 13 proc. šalies šiuolaikinių elektros energijos poreikių. Tai būtų saikingas hidroenergijos galimybių vertinimas. Be to, jos yra pikinės elektros gamybos šaltinis, gerinantis energetinės sistemos manevringumą ir darbo efektyvumą.

Dabartinis hidroenergijos išteklių panaudojimas
Hidroenergijos naudojimas įvairiose šalyse labai netolygus. Tai priklauso ne tik nuo upių energetinio efektyvumo (kalnų upės), bet ir nuo vietinių kuro ir energijos išteklių, ekonomikos lygio, tradicijų. Vakarų Europos šalyse upės energetikai buvo intensyviai naudojamos trečiąjį-penktąjį dešimtmečius, kai nebuvo kreipiamas toks griežtas dėmesys į aplinkosaugos reikalavimus ir be energetikos buvo sprendžiami vandens transporto, apsaugos nuo potvynių, vandentiekos, drėkinimo ir kiti poreikiai. Tų šalių efektyvus hidropotencialas jau išnaudotas. Be to, HE statybą varžo įteisinti griežti aplinkosaugos reikalavimai.Tačiau yra ir išimčių. Štai Austrijoje Vienos miesto pakraštyje ant Dunojaus 1998 m. pastatyta Freudenau HE apie 200 MW galios. Arba Slovakijoje 1998 m. buvo atnaujinta Gabčikovo-Nagymaros HE komplekso ant Dunojaus statyba.
1958-1960m. Lietuvoje iš viso buvo 320 hidrojėgainių. Jas sudarė 66 HE, 21 mišri HE ir 233 malūnai, lentpjūvės, karšyklos ir pan. Po 1958 m. buvo pastatytos didelė Kauno HE ir keliolika mažų HE. Elektrifikavus visas kaimo vietoves apie1960 m. pradėta mažas HE likviduoti. 1993 m. jų beliko 12.
Šiuo metu šalyje turime 2 dideles ir 26 mažas HE. Kruonio HAE specialios paskirties HE apkrovimui išlyginti suvartoja trečdaliu elektros daugiau negu pagamina. Todėl tikrais elektros gamintojais šiuo metu yra Kauno HE ir 26 mažos HE. Jų skaičius greitai keičiasi. Kauno HE (100,8 MW) vidutiniškai kasmet pagamina apie 350 mln. kWh. Visos 26 mažos HE pagamina apie 26 mln. kWh per metus elektros energijos. Artimiausiu metu turi būti paleistos dar 4 mažos HE. Be to, išduota apie 40 leidimų įrengti mažas HE prie esamų tvenkinių. Palyginę pagaminamą HE elektros energiją su visa šalyje gaminama (apie 15 mln. kWh per metus) gautume, kad visos HE (su Kruonio HAE) pagamino 5,40 proc., iš jų Kauno HE – 2,57 proc., o mažosios HE – 0,18 proc. elektros.
Taigi šiuo metu panaudojama apie 14 proc. techninių ir apie 25 proc. ekonominių hidroenergijos išteklių. Šiuo požiūriu hidroenergetikai plėtoti išties yra didelės galimybės.
Hidroenergetikos plėtros galimybės
Šalyje nėra oficialiai patvirtintos hidroenergetikos strategijos ir plėtros programos. Esant šalyje daugiau nei dvigubai didesniam elektros galių pertekliui, gal tai ir nebuvo svarbiausias uždavinys.Tačiau dabar, nusprendus Ignalinos AE uždaryti, iškils ir elektros galių, ypač pikinių, įrengimo ir elektros gamybos klausimai. Matyt, geriausias perspektyvas turi kombinuoto ciklo ir dujų turbinų elektrinės bei ekonomiškos HE, ypač didelės.
Hidroenergetikos plėtros problema šalyje galėtų būti suskirstyta santykinai į dvi dalis: dideles ir mažas HE. Terminas maža hidroelektrinė – MHE (<10 MW galios) – sąlyginis, kad būtų išskirtas nepriklausomas gamintojas, liberalizuojant elektroenergetiką. MHE priskiriamos išimtinai privačiam sektoriui. Tikriausiai ir didelės HE (>10 MW) yra tik privačių investuotojų sritis.
Kaip žinia, teisinės lengvatos rekomenduojamos taikyti tik MHE, kurių įrengta galia yra <2000 kW. Joms statyti nereikia gauti valstybės koncesijos, pakanka paprasto leidimo naudoti vandens išteklius hidroenergetikai.
Aplinkosaugos lengvatos taikomos dar mažesnės galios MHE, t.y. kurių galia <500 kW. Joms statyti nereikia detalios įtakos aplinkai tyrimo studijos, o pakanka trumpos įtakos aplinkai įvertinimo pažymos.
MHE skiriasi iš esmės pagal reikšmę nuo didelių HE: jas statant taikomi tipiniai projektai, unifikuotos komponavimo schemos, standartiniai energetiniai ir reguliavimo įrengimai, vietinės statybos medžiagos ir pan. Jų gaminama energija tiekiama vietiniams elektros tinklams, veikia be nuolatinio aptarnaujančiojo personalo.
HE statyba, kaip ir daugelis infrastruktūros projektų, reikalauja didelio pradinio kapitalo (1000-3000 dol/kW), tačiau dėl savo pigios elektros gamybos savikainos atsiperka investicijas maždaug per 10 metų. Tai priklauso nuo daugelio konkrečių veiksnių. Valstybės vykdoma techninė politika turi garantuoti ilgalaikius stabilius teisinius, administracinius, finansinius bei aplinkosaugos reguliavimo dokumentus, jog įdėtas kapitalas atsipirks. Tenka pasakyti, kad daugiau ar mažiau normalūs reglamentuojantys aktai šiuo metu yra priimti tik dėl mažų HE atstatymo ir įrengimo prie esamų vandens tvenkinių. O MHE statyba naujose vietose ar buvusių hidrojėgainių vietose dar nereglamentuota gamtosaugos reikalavimų. Dar labiau neaiškus didelių HE reglamentavimas. Trūkumui pašalinti rengiamas bendras “Hidroenergetikos įstatymas”, tačiau jo derinimas dar tebevyksta.
Pirmiausia sąlyginai išskirti du etapai: didžiosios ir mažosios hidroenergetikos. Didžiąją hidroenergetiką sudaro šalies hidroenergijos ištekliai – Nemuno ir Neries upių hidroenergijos panaudojimas. Jose sukaupta 80 proc. viso techninio potencialo. O vietinių hidroenergijos išteklių – visų kitų 475 upių – hidropotencialas vertinamas apie 0,5 mlrd. kWh per metus. Jo būsimas panaudojimas Lietuvoje kaip tik ir prasidėjo. Jis vyksta pirmiausia atstatant senas ir įrengiant naujas MHE prie esamų vandens tvenkinių.
Valstybės požiūriu nepalyginamai reikšmingesnės ir ekonomiškai efektyvesnės būtų HE ant Nemuno ir Neries upių. Preliminariniai rodikliai rodo, kad jų ekonominis-ekologinis efektyvumas išryškėja įvertinant apie 10-12 kartų mažesnę elektros savikainą (pagal faktinius duomenis) negu šiluminėse elektrinėse bei išvengtą atmosferos teršimo žalą, kuri dar nevertinama.
Turimais duomenimis, šalyje perspektyviausios yra dvi didelės HE Nemuno vidurupyje: Birštono ir Alytaus HE. Kiekvienos jų įrengta galia būtų apie 75 MW, o elektros energijos gamyba apie 300 mln. kWh per metus. Taigi iš viso turėtume apie 150 MW pikinės galios ir 630 mln. kWh elektros gamybos. Reikalingos kapitalinės investicijos kiekvienai iš šių HE sudarytų apie 150 mln. dol. Tai būtų dar 2 panašių rodiklių HE, kaip Kauno HE. Žinant Kauno HE elektros gamybos savikainą (1 ct/kWh) ir jos tarnavimo amžių (jau 40 metų), neturėtų kilti abejonių ir dėl Birštono bei Alytaus HE ekonominio efektyvumo. Reikia tik pažvelgti ūkiškai ir su perspektyva.

Leave a Comment