Studijoms.lt

Referatai, konspektai

Lietuvos upių galia ir mažoji hidroenergetika

Autorius: Dovilė

Lietuvos upių galia ir mažoji hidroenergetika

Vanduo – energijos nešėjas

Vanduo – labiausiai gamtoje paplitęs skystis. Jis yra paprastos cheminės sudėties (H2 O), tačiau universalus, labai rei-kalingas, net būtinas, nes beveik visi procesai vyksta betarpiškai jam dalyvaujant. Veikiamas šilumos jis keičia savo pavidalą. Šilumą jis gali kaupti ir atiduoti aplinkai. Jis ir skystis, ir dujos – garai, ir kieto pavidalo – ledas. Vanduo gali generuoti energiją ir atlikti darbą dėl savo masės sunkio, tėkmės srauto greičio ir inercijos jėgų. Tos vandens savybės plačiai panaudojamos technikoje mechaninei hidroenergijai ir elektros energijai gauti.

Vanduo upėje teka dėl savo sunkio ir upės nuolydžio atlikdamas darbą trinčiai tarp tekančio vandens molekuliu (klampumui), hidrauliniam pasipriešinimui upės vagoje įveikti, nešant ir ridenant upės dugnu nešmenis, plaunant upės vagą ir kt. Šiam darbui relkalinga energija priklauso nuo tekančio upe vandens kiekio ir upės kritimo.

Visą vandens tėkmės mechaninę energiją sudaro potencinė ir kinetlnė (tėkmės greičio slėgis) energijos. Mūsų gamtinėmis sąlygomis esant palygintl mažam vandens tėkmės greičiui upių kinetinė energija yra maža palyginti su potencine, be to, sunku ją panaudoti (vandens ratai, vandenyje panardinti įvairios konstrukcijos rotoriai ir kt.). 0 užtvenkus upę galima sukaupti daug vandens ir sudaryti tam tikrą vandens kritimą upės skerspjūvyje, kitaip tariant, sudaryti technines sąlygas upės potencinei energijai naudoti.

Vandens galios tyrinejimai

Lietuvos hidroenergijos išteklius ir jų panaudojimo galimybes tyrė J.Merčingas (1909 m.), S.Kolupaila (1922, 1939 m.), J.Smilgevičlus (1930 m.), Maskvos Hidroenergoprojekto skyrius (1947-1959 m.), J.Jablonskis, M.Lasinskas (1962 m.) ir kt.

1998 m. naujai apskaičiavus visų Lietuvos upių teorinę potencinę galią ir hidroenergiją , kadangi po žemių sausinimo, atlikto maždaug pusėje šalies teritorijos, pakito upių morfometriniai rodikliai, reikėjo patikslinti nuotėkio charakteristikas. Be to, reikėjo naujai pažvelgti į turimus atsinaujinančlus energijos gamybos šaltinius, iš kurių vienas raiškiausių yra upių, taip pat vėjo ir saulės energija. Dabar tai suprasta ir šalys raginamos iki 2010 m. apie 12 proc. reiklamos energijos gaminti iš vietinių atsinaujinančių šaltinių.

Nagrinėjamos visos upės, ne trumpesnės kaip 20 km, arba tos upės, kurių baseino plotas ne mažesnis kaip 50 km2. Pa-prastai 50 km2 baseino plotą turi 14-17 km ilgio upeliai. Pasitaikė ir palyginti trumpų upių, turinčių didesnį kaip 50 km2 baseino plotą. Tai dažniausiai ežeringų baseinų upeliai – protakos tarp ežerų.

Lietuvoje nagrinėto dydžio upių, tekančių ištisai, dalimi arba valstybės siena, rasta 472. Buvo apskaičiuota hidrogalia upės ar jos dalies, tekančios per Lietuvos teritoriją arba Lietuvos valstybės siena, tik pastarosios dalies pusė galios priskirta mūsų šaliai.

Žinant tlrtų upių ruožų galias, galima spręsti apie upės, baseino ar visos šalies teritorijos hidrogalią, o pagal lyginamosios galios rodiklius – apie upės ruožo hidroenergetinį efektyvumą. Į tuos upės ruožus, kurių didelė kilometrinė galia, turi būti pir- miausia atkreiptas dėmesys ketinant statyti hidroelektrinę.

Prieš pateikiant labai apibendrintus upių potencinius hidroišteklius reikia atkreipti dėmesį į tai, kad nagrinėtieji ištekliai yra teoriniai, o realūs hidroištekliai yra gerokai mažesni dėl slėgio mažėjimo, debito nuostolių, jo netolygumo per metus, dėl kitų techninių priežasčių, ekologijos ribojimų ir t.t.

Manome, kad techniniai potencinės energijos ištekliai sudaro apie 60 proc., o ekonominiai – 25 proc. teorinių potencinės energijos išteklių. Manome, kad mūsu sąlygomis vidutinio dydžio upių realūs potenciniai ištekliai sudaro 25 proc., o Nemuno ir Neries – 70 proc. tų upių teorinių išteklių. Apibendrinti duomenys pateikti lentelėje. Iš jos matyti, kokius teorinius ir realius upių hldroenergetinius išteklius turime. Sudėjus nagrinėtųjų 472 upių teorinę hidrogalią, rasta 585,1 tūkst. kW. Iš jų pagal prielaidas 302,1 tūkst. kW yra realūs ir techniškai juos būtų galima panaudoti. Žinoma, didžiausią

dalį šios realios galios ir energijos potencialo sudaro Nemunas ir Neris. Jiems tenka net 80,3 proc. viso realaus potencialo. Tai didžiosios hidroenergetikos energijos potencialas.

Vidutinės ir mažos hidroenergetinės vertės upių reali potencinė galia apie 60 tūkst. kW. Laikant, kad vienos mažos HE galia yra apie 200 kW, šalyje jų būtų galima įrengti apie 300. Tad joms reikia paieškoti tinkamų vietų.

Upių skaičius dar nieko nepasako apie upių hidroenergijos potencialo išsidėstymą ir jo vertę šalies teritorijoje. Tai galima sužinoti ne iš absoliučių hidroenergijos dydžiu, bet iš hidrogalios dydžio, tenkančio 1 km ilgio upės ruožui (kW /km). Pagal šį rodiklį didžiausią reikšmę turi Nemuno ir Neries hidrogalia. Tai rodo, kad Nemunas ir Neris hidroenergetiniu atžvilgiu yra pačios efektyviausios šalies upės. Nemuno vidutinė kilometrinė galia yra 575 kW/km.

Bendrai vertinant atskirų baseinų upes, tai Merkio, Žeimenos, Dubysos, Jūros, Minijos, Ventos baseinų upės turi 20-30 kVV/km vidutinę galią, o Nevėžio, Mituvos, ypač Lielupės, Mūšos ir Dauguvos intakų baseinų upių vidutinė kilometrlnė galia nesiekia nė 10 kW/km. To priežastis aiški – mažas upių vandeningumas ir maži upių vagų išilginiai nuolydžiai.

Tačiau yra upių, kurios turi palyginti reikšmingą šį rodiklį – net per 50 kW/km. Tokiomis upėmis jau gali susidomėti hidroenergetikai. Tai Merkys, Vokė, Žeimena, Šventoji, Dubysa, Jūra, Akmena, Minija, Venta ir Virvyčia. Nuo jų nedaug atsilieka Baltoji Ančia, Vilnia, Anykšta, Šešupė ir Babrungas, kurių kW/km yra tarp 40 ir 50. Savo maža (
Paprastai hidrojėgainės įrengiamos efektyviuose upių ruožuose, žemupiuose, nes čia dėl padidėjusių vandens debitų kilometrinė galia maždaug dvigubai didesnė už visos upės kilometrinę galią.

Hidroenergetika ir jos perspektyvos

Hidroenergetika, jos plėtra, sunykimas ir atgimimas jau turi savo istoriją. Lietuvoje būta šimtai vandens malūnų, ne tik malančių grūdus, bet ir skudurus, skirtus popieriui gaminti, dirbtuvėse vandens ratai kilnojo kūjus kalant geležį, net kūlė javus.

Hidroenergetika, pritaikyta elektrai gaminti, siekia šio amžiaus pradžią. Manoma, kad 1900 m. prie Virvyčios, Sukončių malūne buvo įrengtas elektros generatorius, kurį suko vandens ratas. Jei taip (faktas tikrinamas), tai mūsu hidroenergetikai, gaminančiai elektros energiją, 100 metų.

Lietuvos 1935 m. elektros ūkio aprašymo duomenys byloja, kad tals metais iš 309 elektrą gaminančių elektrinių, 96 buvo hidroelektrinės ir mišrios hidrojėgainės, kuriose buvo įrengti 1432 kW bendros galios 102 hidroagregatai, gaminantys elektrą. Jose per metus buvo pagaminta 835,6 tūkst. kWh. Tai tesudarė apie 2,5 proc. (kaip ir dabar) pagamintos elektros kiekio. Surinktais duomenimis 1958 m. buvo 320 hidrojėgainių (HE, malūnų, lentpjūvių ir kt.), kurių bendra galia buvo apie 17,6 tūkst. kW. Nuo 1954 m. buvo leista elektrifikuoti kaimo vietoves iš valstybinių elektros tinklų, todėl nuo 1959 m. pradėta likviduoti mažąsias HE. Nustojo veikusios 32 HE, kurių instaliuota galia buvo apie 3.3 tūkst. kW, o elektros gamyba – 12,9 mln. kWh per metus.

Dabartinio mažųjų HE atgimimo pradžioje (1993 m.) Lietuvoje buvo 12 mažųjų HE, kurių instaliuota galia – 5,3 tūkst. kW, elektros gamyba – 13,2 mln. kWh. 2000 m. pradžioje jau veikė 28 mažosios HE, jų galia išaugo iki 8,8 tūkst. kW, o elektros gamyba 1998 m. siekė 26,3 mln. kWh, t.y. dvigubai daugiau nei 1993 metais. Tai rodo, kad mažųjų HE statyba plečiama, kas metai pastatoma 2-3 naujos HE. Statomos Skleipių HE prie Virvyčios, Angarių HE prie Šušvės, Jundeliskių prie Verknės ir kitos, suderinti projektai 9-nioms HE statyti, o 30-čiai išduotos spec. sąlygos projektavimui.

Kol kas mažosios HE įrengiamos prie esamų tvenkinių, buvusių HE ir malūnų. Aplinkos ministerija yra susirūpinusi, kad statant HE nebūtų pažeista gamta. 1999 m. gruodžio 21 d. Lietuvos Respublikos Aplinkos ministro įstatymu Nr. 411 (Žin., 1999, Nr. 112) nurodytos teritorijos, kuriose draudžiama statyti naujas užtvankas bei atstatyti senąsias. Mažosioms hidrojėgainėms statyti ar atstatyti pirmiausia reikia parinkti didesnės potencinės hidroenergijos galios tvenkinius, taip pat upių ruožus, kuriuose išlikusi buvusių hidrojėgainių užtvankų dalis. Šiame dokumente pateiktas 140 tokių tvenkinių ir buvusių 49 hidrojėgainių, kurias siūloma pirmiausia atstatyti, sąrašai. Norintieji statyti HE galijas pasirinkti šiuose sąrašuose.

Yra peržiūrėti visi, didesni kaip 5 ha, tvenkiniai. Jų šiuo metu yra 433. Prie sąraše pateiktų 140 tvenkinių, kurie yra efektyviausi iš visų tvenkinių, būtų galima prie kiekvieno iš jų įrengti HE, ne mažesnės kaip P=20 kW galios. Visų jų bendra galia būtų apie 16,0 tūkst. kW. Atstatant 49 hidrojėgaines, išvardytas sąraše (Žin., 1999, Nr. 112), ir tariant, kad kiekviena iš jų bus 200 kW galios, gausime jų bendrą galią 9,8 tūkst. kW. Tariant, kad 28 mažųjų HE galia yra 8,7 tūkst. kW, gausime visų trijų grupių HE bendrą galią N=34,5 tūkst. kW. Taigi dar liktų naudojimui apie 25,3 tūkst. kW (59,8-34,5) visų upių (be Nemuno ir Neries) realios potencinės galios, kuri yra 59,8 tūkst. kW.

Žinoma, šis skaičiavimas yra labai apytikris, nes HE įrengta galia paprastai būna didesnė nei gamtinė, kadangi įrengiami hidroagregatai, galintys praleisti didesnį debitą nei vidutinis daugiametis, o elektros energijos gamyba faktiškai bus mažesnė dėl netolygaus nuotėkio pasiskirstymo per metus. Paprastai sausmečiu HE dirba maža galia, o pavasarį, nors ir būna pakankamai vandens, tačiau sumažėja vandens slėgis dėl pakilusio vandens lygio žemutiniame tvenkinyje (bjefe). Todėl mažoji HE instaliuota galia veikia iki 4000 valandų per metus. Taigi panaudojant likusią 25,3 tūkst. kW galią reikėtų mažąsias HE statyti prie efektyvių upių ruožų. Jų reikėtų per 120, jei HE vidutinė galia būtu 200 kW. Tad iš viso Lietuvoje būtu galima įrengti 300-350 mažųjų HE.

Surasti tinkamų ruožų nebūtų lengva, nes maždaug trečdalis upių vagų kerta saugomas gamtos teritorijas. Ypač tai pasakytina apie energetiškai efektyvias upes (Šventoji, Merkys, Minija, Dubysa, Žeimena, Šešuvis, Ūla-Pelesa, Luoba ir kt), kurių didesnė dalis vagų yra draustiniuose. Šiuo atžvilgiu mažajai hidroenergetikai plėtoti yra daug suvaržymų.

Kiekvienam iškyla klausimas, ar verta plėtoti hidroenergetiką? Ji šalies energetikoje beveik neatlieka jokio vaidmens. Štai šalyje 1998 m. pagaminta 17,63 mlrd. kWh elektros energijos. Tais metais mažosios HE pagamino 26,3 mln. kWh, Kauno HE – 391 mln. kWh, visos HE – 417,3 mln. kWh, o tai sudaro 2,37 proc., tarp jų mažosios HE -0,15 proc.,su Kruonio HAE (E=478 mln. kWh) – 5,08 procento.

Mažosios HE – tai tik lašelis šalies energetikoje, tačiau kažkam teikia ir darbo, ir pajamų. Iki 2000 m. už 1 kWh mokėta po 16,1 ct (nuo 2000 m. 17,8 cVkVVh), padauginus iš 26,3 mln.kVVh, gausime 4,2 mln. Lt. Jei tokia pat kaina (16,1 ct/kWh) būtų realizuota Kauno HE 1998 m. elektros energija (391 mln. kWh), už ją gautume 63,0 mln. Lt. Jos savikaina tais metais buvo 1 cVkWh. Tai krūvelė pinigų, kuriuos atplukdo mūsų upės!

Žinoma, mažosios HE neišgelbės mūsų energetikos, tačiau yra šioks toks verslas, todėl nereikėtu jo plėtrai trukdyti. Pas mus dar tarpsta biurokratiška pažiūra į šį verslą. Štai p. Vincas Kaunas “Valstiečiu laikraštyje” (1998 m. Nr. 32) guodėsi, kad jam pastatyti 12 kW galios mažutę hidroelektrinę Plungėje ant Babrungo upelio reikėjo mažiau pastangu nei rengti, derinti ir gauti šusnį dokumentu. HE plėtrą ne tik duoda naudos, bet ir išaukština žmogų, teikia jam džiaugsmo, pasididžiavimo.

Komentarų: 1 to “Lietuvos upių galia ir mažoji hidroenergetika”

  1. Robertas Says:

    Labai gaila, jog autores poziuris toks vienspusiskas ir trumparegiskas.

Rašykite komentarą

-->