Atsinaujinanti Energetika Lietuvoje

1992 m. Jungtinių Tautų konferencijoje „Aplinka ir plėtra“ buvo priimta aplinkos apsaugos ir tarptautinės veiklos programa remtinai plėtrai XXI amžiuje. 1997 m. Hararėje vykusiame World Solar Summit buvo priimta „Pasaulio saulės programa 1996-2005″, konkretizuojanti Earth Summit sprendimus. Ši programa patvirtinta 104 šalių delegacijų ir 17 valstybių vadovų dalyvavusių pasitarime bendru sutarimu.

Programos tikslas – skatinti vyriausybes, tarptautines ir nevyriausybines organizacijas, finansines, akademines ir privačias institucijas palaikyti remiamą atsinaujinančios energetikos plėtrą.

Programoje akcentuojama, kad žmonijos gerovei labai svarbi ssaulės ir kitų atsinaujinančios energijos šaltinių, tokių, kaip vėjo, geoterminė, vandens, biomasės ir okeanų, remiama plėtra. Atsinaujinanti energija gali sumažinti aplinkos degradavimą, atmosferos užterštumą, šiltnamio efektą. Pasaulio energetikos strategija turi būti grindžiama ne remiantis vien techniniais ir ekonominiais kriterijais, bet atsižvelgiant į energijos ir visuomenės sąveiką, socialines ir kultūros dimensijas.

Saulės energija. Lietuvos teritorija apima 65 200 km2 plotą. Įvairiose Lietuvos vietovėse per metus į horizontalaus paviršiaus kvadratinį metrą patenka nuo 926 kWh/m2 iki 1042 kWh/m2 per metus saulės spindulinės energijos. LLietuvoje 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 eenergijos galingumai leidžia pagaminti 2,27.1010 kWh/metus. Taigi, įrengtos ant visų namų stogų fotoelektrinės saulės jėgainės turėtų galią lygią Lietuvos elektros jėgainių galiai.

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.

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. Elektronikos pramonės ministro įsakymu formavimosi technologija bbuvo diegiama visoje mikroelektronikos pramonėje.

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, didinančią saulės elementų efektyvumą (15%) ir mažinančią jų gamybos kaštus trečdaliu. 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 mmodulius tiek Lietuvos reikmėms, tiek eksportui, panaudojant Lietuvoje gaminamus saulės elementus (UAB „Saulės energija“).

Šiandien fotoelektra yra keleta kartų brangesnė, nei atominės ar šiluminių elektrinių gaminama elektra. Tačiau, senkant iškasamojo kuro ištekliams, pastaroji brangs.

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.

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. 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.

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 220 %. Be to, tokios saulės šildymo pasyviosios sistemos gali būti panaudotos vandeniui ir orui technologiniams reikalams šildyti.

Vėjo energija. Siekiant pagerinti gamtosaugines sąlygas, Vakarų Europos šalyse (Danija, Vokietija, Olandija ir t.t.) plačiai naudojama vėjo energija. Šiuolaikinėse jėgainėse vėjo energija 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 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 eefektyvų darbą ir aptekamų konstrukcijų 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, atsižvelgiant į žemės paviršiaus šiurkštumą ir teritorijos užstatymo laipsnį, bei vėjo srautų susidarymą už gamtinių ir urbanistinių kliūčių.

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

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%. 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.

Hidroenergetikos plėtrai paspartinti yra būtina skatinanti Vyriausybės techninė-ekonominė politika, sutvarkyta įstatyminė bazė, aiškūs ir racionalūs aplinkosaugos reikalavimai ir kt. Hidroenergijos techninis-ekonominis pagrindimas turi remtis išorinių energijos gamybos kaštų arba išvengtos žalos aplinkai kūrenant organinį kurą vertinimu, t.y. pagal ekonominį-ekologinį kriterijų.

Biomasės energija. Augalinė biomasė (mediena, šiaudai, energetiniai augalai) yra vienas iš reikšmingiausių atsinaujinančios energijos ššaltinių Lietuvoje ir sudaro svarbią vietinio kuro dalį. Biomasė yra ekologiškai gana švarus kuras.

Biomasės kuro išteklius galima papildyti dalį žemės ūkio naudmenų naudojimas ne maisto kultūrų auginimui. Viena tokių galimybių yra žemės ūkio kultūrų ir žolės auginimas energetiniams tikslams. Tokios energetinės kultūros gali duoti apie 10 t/ha sausos biomasės kasmet, nealina dirvos, nes fiksuoja oro azotą, derliaus dorojimui tinka įprastinė žemės ūkio technika, plotai lengvai rekultivuojami. Vienok būtina pagrįsti tiek medžių plantacijų, tiek energetinių kultūrų plotų įrengimo, augalų priežiūros, derliaus nnuėmimo, laikymo ir paruošimo kurui technologijas. Energetinių kultūrų auginimas leistų padidinti kaimo gyventojų užimtumą.

Planuojama, kad iki 2005 metų augaline biomase kūrenamų įrenginių suminė galia pasieks 600 MW ir bus pagaminama 3 TWh šiluminės energijos.

Organinių medžiagų, naudotinų biologinėms dujoms gauti, ištekliai nnuolat kaupiasi ir atsinaujina šalių žemės ūkio gamyboje. Svarbiausieji iš jų – gyvulių mėšlas bei maisto perdirbimo įmonių organinės atliekos. Tačiau rentabilus jo perdirbimas biodujoms gauti įmanomas tik stambiuose gamybos objektuose.

Naudojami biodujų gamybos galingumai. Šiuo metu šalyje veikia trys bendros 2,1 MW biodujų jėgainės: 1,5 MW galios jėgainė perdirbanti „Semos“ spirito gamybos atliekų Panevėžyje, 0,3 MW galios jėgainė, perdirbanti Utenos miesto valymo įrengimų nuotekas ir 0,3 MW galios jėgainė perdirbanti kiaulių mėšlą „Vyčios“ žemės ūkio bendrovėje Kauno rajone.

Dėl reikalingų naujų jėgainių statybai didelių investicijų, žymaus veikiančių galingumų padidėjimo nenumatoma. Planuojama suprojektuoti ir įrengti vieną ūkinę iki 0,1 MW galios jėgainę. Pagrindinis vykdomų darbų tikslas – parengti tobulesnes biodujų gamybos ir panaudojimo technologijas, sumažinti investicijas naujoms biodujų jėgainėms statyti, ppagerinti jų energetinį ir ekonominį efektyvumą.

Geoterminė 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.

Žemės energijos panaudojimas yra labai įvairus – gali tenkinti centralizuotų ir pavienių vartotojų poreikius, suteikti jiems komfortą iir nekenkia aplinkai. Žemės energiją galima paversti šiluma arba elektra, rasti būdų kompleksiškam hidrosferos išteklių pritaikymui, ypač gydymo, poilsio ir sveikatos profilaktikos srityje, žemės ūkyje, pramonėje, 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.