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, kaip 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 funkciją 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 turėtų 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 galių 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 būtų 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 potencinės 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 apie 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