Saulės energijos panaudojimas

1 Programos tikslas – skatinti vyriausybes, tarptautines ir nevyriausybines organizacijas, finansines, akademines ir privačias institucijas palaikyti remiamą atsinaujinančios energetikos plėtrą (Sustainable Renewable Energy Development).

Pasaulio saulės programoje akcentuojama, kad žmonijos gerovei labai svarbi saulės 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, ssocialines ir kultūros dimensijas.

Šiuose tinklapiuose apžvelgta Lietuvos atsinaujinanti energetika. Šalia teminių apžvalgų pagal energijos rūšis, pristatomi mokslo tyrimai, vykdomos ir perspektyvinės programos atsinaujinančios energetikos tematika, bei organizacijos ir moksliniai kolektyvai dirbantys šioje srityje.

SAULĖS ENERGIJOS PANAUDOJIMAS

Fotoelektra

Potencialas: Lietuvos teritorija 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 LLietuvos 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 kkWh/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 rreversinius skaitiklius. Perspektyvus kompensacijos būdas – jungimas su vėjo jėgaine. Esama atvejų, kai akumuliacija nereikalinga (pvz., tiltų, 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 įįprastinės 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 – 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) ffotoelektros 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 reikiaruoštisjaušiandien.

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 kkurą 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 ttyrimo 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 mmetų 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, žžuvininkystei 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 tturėtų 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.

VĖJO ENERGIJA

Esama situacija. Siekiant pagerinti gamtosaugines sąlygas, Vakarų Europos šalyse (Danija, Vokietija, Olandija ir t.t.) plačiai naudojama vėjo energija. ŠŠiuolaikinėse 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 efektyvų 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 ttam 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.

VANDENS JĖGAINĖS

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 ššalyje.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 techninė-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.

BIOMASĖS PANAUDOJIMAS

Augalinės biomasės kuras

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

Medienos kuro metinį potencialą sudaro apie 3 Mm3 (1,4 Mm3 medienos ruošos atliekų miškuose, 0,6 Mm3 medienos pramonės atliekų ir 1 Mm3 malkinės medienos). Energetinėms reikmėms dabar sunaudojama apie 2 Mm3 malkų ir medienos atliekų, t.y. aapie (60-70)% viso medienos kuro potencialo. Apie (20-25)% šio kiekio sunaudojama centrinio šilumos tiekimo katilinėse, kurių suminė galia yra apie 100 MW. Likusi dalis sunaudojama smulkiuose decentralizuotuose šildymo įrengimuose, kurių naudingumo koeficientas nėra aukštas. Lietuvoje yra nemažai firmų, gaminančių ir montuojančių medienos kuro katilines ir jų įrangą. Tokia įranga taip pat yra importuojama. Katilinių naudojančių medienos kurą galia sparčiai didėja.

Lietuvoje kasmet susidaro apie 4 mln.t. šiaudų. Iš jų kurui galima panaudoti apie 0,5 mln.t. Šiuo metu veikia 5 ššiaudais kūrenamos katilinės, kurių bendra galia sudaro apie 3,5 MW. Šiaudų energetiniams reikalams sunaudojama tik apie 1% siektinų išteklių. Įrangą šiaudams kūrenti gamina kelios Lietuvos įmonės. Tokia įranga taip pat importuojama iš Danijos.

Lietuvoje dar yra neįsisavinama apie 1 MMm3 (t.y. apie 7 PJ) medienos kuro (daugiausia miško ruošos atliekų). Tam reikėtų įrengti ir rekonstruoti apie 300 MW suminės galios katilų.

Didelės galimybės yra naudoti šiaudus kurui (t.y. apie 0,5 Mt arba 7 PJ). Tam reikėtų įrengti apie 300 MW suminės galios šiaudais kūrenamų katilinių ir šilumos generatorių.

Medienos kuro ir šiaudų energetinis potencialas sudaro 0,67 Mtne (28 PJ).

Be to, Lietuvoje yra apie 30 tūkst. ha žemės ūkiui netinkamų žemių ir apie 20 tūkst. ha baigiamų eksploatuoti durpynų, kuriuose būtų galima įveisti greit augančių medžių plantacijas. Esant vidutiniam derlingumui 10 t sausos biomasės iš ha per metus būtų galima gauti 500 tūkst. t biomasės. Yra galimybė šių plantacijų tręšimui panaudoti vandenvalos nuotekų dumblą. Tokie tyrimai ppradėti Lietuvos miškų institute.

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 nuėmimo, laikymo ir paruošimo kurui technologijas. Energetinių kultūrų aauginimas 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.

Biologinės dujos

Potencialas: Organinių medžiagų, naudotinų biologinėms dujoms gauti, ištekliai nuolat 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. Tokiais laikytini 26 veikiantys 6-30 tūkstančių vietų kiaulininkystės kompleksai, kuriuose laikoma 989 tūkstančiai kiaulių, stambesnės kaip 200 vietų 343 bendrovių ir ūkininkų kiaulių fermos su 162 tūkstančiais kiaulių ir 704 stambesnės kaip 50 vietų karvių-galvijų fermos su 270 tūkstančių galvijų. Kiaulininkystės kompleksuose sukaupiamo mėšlo metinis energetinis potencialas sudaro 15 mln. m3 biodujų; ūkininkų ir bendrovių kiaulių fermose – 7,2 mln. m3, o šios kategorijos ūkių karvių-galvijų fermose – 65,2 mln. m3. Bendras paminėtose gyvulininkystės įmonėse sukaupiamo mėšlo energetinis potencialas sudaro 87,4 mln. m3 per metus arba 524,4 GWh.

Mažėjant žemės ūkio produktų paklausai šalyje pagal tiesioginę paskirtį nebenaudojama apie 0,5 mln. ha žemės naudmenų. Dalyje šių plotų galėtų būti auginamos energetinės kultūros. Naudojant jų žaliąją masę anaerobiniam perdirbimui vasaros laikotarpiu padidėtų fermose įrengtų bioreaktorių energetinis potencialas, gautosios biodujos galėtų būti naudojamos ššienui ir grūdams džiovinti, o perdirbta biomasė – dirvoms tręšti.

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, pagerinti jų energetinį ir ekonominį efektyvumą.

Lietuvos mokslo darbo kryptys. Tiriamos biodujų gamybai naudotinų organinių medžiagų energetinis potencialas, techninės ir technologinės jų panaudojimo galimybės, energetinis, ekonominis ir gamtosauginis jų perdirbimo efektyvumas. Nagrinėjamos biodujų gamybos iš žaliosios augalų masės galimybės, atliekamas biodujų surinkimo ir jų utilizavimo sistemų įrengimo pagrindimas stambiausiems Lietuvos savartynams.

Biodegalų ir bioalyvų gamyba ir naudojimas

Lietuvoje per metus sunaudojama apie 550 tūkst. t dyzelinių degalų ir apie 15 tūkst. t įvairių alyvų. Degalai gaminami iš importuojamos naftos, o alyvos įvežamos iš užsienio. Mažinant importo kaštus, sprendžiant užimtumo bei gamtosaugines problemas, tikslinga dalį mineralinių degalų bei alyvų ppakeisti biologinėmis, pagamintomis iš Lietuvoje užauginto rapso. Šalyje rapsai auginami 37,4 tūkst. ha plote, tačiau rapsų auginimo plėtojimo ir gyventojų aprūpinimo aliejumi programoje nurodoma, kad Lietuvoje, nepažeidžiant agrotechnikos, galima auginti rapsus 180 – 240 tūkst. ha plote. Maistiniam aliejui pakanka 50 tūkst. ha rapsų, todėl likusiame plote galima užauginti 540 – 720 tūkst. t rapsų sėklų ir išspausti 178 – 238 tūkst. t aliejaus skirto biodegalų ir bioalyvų gamybai. Papildomai bus gauta apie 500 tūkst. t išspaudų, kurios yra vertingas pašarų priedas, galintis pakeisti importuojamus sojos rupinius.

Lietuvoje pagaminama apie 34 tūkst. t etanolio per metus, tačiau jo gamybos pajėgumai yra dvigubai didesni. Etanolį pagamintą iš perteklinių grūdų bei kitų žemės ūkio produktų, galima būtų naudoti benzino gamybos procese AB „Mažeikių nafta“.

Biodegalų bei bioalyvų gamybos technologiniai procesai pakankamai ištirti bei įdiegti daugelyje Europos šalių. Žymiausios traktorių bei automobilių gamybos firmos yra išdavusios leidimus juos naudoti be jokių apribojimų. Literatūroje pakanka duomenų ir apie biodegalų bei bioalyvų poveikį aplinkai. Šių produktų naudojimas skatinamas Europos Sąjungos direktyvomis (AUTO OIL I ir II, COM(97)481, 92/82/EEC ir kt.). Preliminariniai bandymai gaminant bei naudojant biodegalus ir bioalyvas atlikti Lietuvos žemės ūkio universitete ir Lietuvos žemės ūkio inžinerijos institute.

ŽEMĖS (GEOTERMINES) ENERGIJOS PANAUDOJIMAS

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. 1996 m Pasaulyje buvo instaliuota 13538 MWe alternatyvios energijos (geoterminė, vėjo, Saulės, potvynių-atoslūgių), tame skaičiuje geoterminė sudarė – 7049 MWe, tai yra 52 pprocentus.

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 ssausomis 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 – ššilumokaitis – 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 pplyšinis-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, žuvivaisai ir kt.