Jei bazinė tradicinė elektros energijos gamyba turi išlyginti tik "vartojimo pjūklą", kurį sukelia netolygus elektros energijos suvartojimas, tai atsinaujinančios energijos pramonė padvigubina šią problemą. Vėjo ir saulės elektrinių gaminamos elektros negalima apskaičiuoti – į vieningąsias energijos sistemas ji patenka ne priklausomai nuo vartojimo, o nuo oro sąlygų.
Pertraukiama alternatyvioji generacija ir tradicinės jėgainės
Jei saulėtą dieną pučia pastovaus stiprumo vėjas – energijos kiekis yra maksimalus, kartais net didesnis, nei to reikia vartotojams. Tokiais atvejais vieningų energetikos sistemų valdytojai priversti atjungti kai kuriuos tradicinius gamybos pajėgumus arba sumažinti jų našumą.
Primenu: dėl to, kad elektros srovė juda metaliniais laidais šviesos greičiu, vieningoje energetikos sistemoje gali būti tiek pat elektros energijos, kiek šiuo metu gali priimti vartotojai. Tai yra tiesioginė pagrindinių fizikinių įstatymų pasekmė, su tuo nepakovosi.
Bet faktas, kad vieningos energetikos sistemos yra priverstos priimti saulės ir vėjo jėgainių generuotą energiją "be eilėsyra, tai Europos, kuri visaip bando plėtoti atsinaujinančios energetikos sektorių, teisės aktų pasekmė.
Perėjimas prie sumažinto pajėgumo arba tradicinės šiluminės jėgainės atjungimas nesuteikia džiaugsmo nei energetikos specialistams, nei ekonomistams. Jei į tokį režimą tenka perjungti pagrindinę jėgainę, tai automatiškai veda prie efektyvumo sumažėjimo, padidėjusios turbinų apkrovos, didesnio kuro suvartojimo – visiems blogai, tik saulės ir vėjo jėgainės "patenkintos gyvenimu".
Bet oras yra nenuspėjamas, bet kuriuo metu tokia alternatyviosios energijos generacija gali nutrūkti – tereikia, kad atslinktų debesys ar nurimtų vėjas. Tam, kad būtų kompensuotas energijos trūkumas, vieningos sistemos operatoriams vėl tenka keiktis ir didinti jėgainių, kurių pajėgumas ką tik buvo mažinamas, darbo apimtis. Vėlgi, tai papildoma neplanuota tradicinių elektrinių mechanizmų apkrova, taip pat kuro perteklius ir, vadinasi, pinigai.
Pats liūdniausias variantas yra keli iš eilės galingi šuoliai. Tai gali sukelti visišką vieningos energetikos sistemos pusiausvyros sutrikimą, išprovokuoti vartotojų prastovas ir kitas nemalonias situacijas.
Tuo pačiu metu, kuo daugiau energetikos sistemoje integruotos alternatyvios elektros energijos generacijos, tuo labiau tikėtina galimybė patirti tokį šuolį. Energetikos inžinieriai teigia, kad 30 procentų alternatyvios gamybos lygis yra ribinė vertė. Jei jis tampa didesnis, tada integruotos elektros energijos sistemos pajėgumo susigrąžinti balansą po kiekvieno alternatyviosios generacijos šuolio nepakanka.
HAE kaip reguliatorius
Vienas iš būdų kovoti su pusiausvyros praradimu – energijos saugyklos, kurioms yra taikomi keli reikalavimai: didelis pajėgumas, gebėjimas greitai priimti elektros perteklių, gebėjimas greitai grąžinti į tinklą trūkstamą energijos kiekį, ilgaamžiškumas.
Visus šiuos reikalavimus atitinka tik HAE – hidroakumuliacinės elektrinės. Norint pereiti nuo teorinio aprašymo prie praktikos, siūlau kaip pavyzdį atidžiai išnagrinėti Kruonio HAE.
HAE visada bet kurioje šalyje – siurbianti-kaupianti hidroelektrinė, tai yra, tokia hidroelektrinė, kuri gali veikti siurbimo režimu. Kruonio HAE buvo specialiai pastatyta Ignalinos AE poreikiams – kad reaktoriai galėtų nekeisti darbo režimo, visada dirbti optimaliomis sąlygomis, didžiausiu efektyvumu.
Tam, kad naktį, kai elektros energijos suvartojimas minimalus, AE operatoriams nereikėtų sumažinti hidroelektrinės reaktorių galios, Kruonio HAE pereidavo į siurbimo režimą ir kaupdavo elektros energijos perteklių. Vandens siurbliai paimdavo iš žemutinio tvenkinio, kuriuo Kruonio HAE tarnavo Kauno HE tvenkinys (Kauno marios), kurio plotas 65 kvadratiniai kilometrai ir jis yra prijungtas prie HAE atbulinės eigos kanalo, kurio plotis 189 metrai ir dešimties metrų gylis.
Siurbliai pakelia vandenį į 138 metrų aukštį ir pila į viršutinį HAE baseiną, kurio bendras tūris sudaro 48 milijonus kubinių metrų, o darbinis — 41 milijoną kubinių metrų. Viršutinio baseino pripildymas iki pilno tūrio su keturiais veikiančiais siurbliais atliekamas per 14 valandų.
Gebėjimas nutekinti vandenį iš viršutinio baseino per agregatus, kurie perėjo į generatoriaus režimą, buvo naudojamas ryte, kai prasidėdavo vartojimo pikas. Ignalinos atominės elektrinės operatoriams tuo metu dėl nieko nereikėjo nerimauti – 41 mln. kubinių metrų vandens garantavo tokio elektros energijos kiekio gavimą, kuris atitiktų bet kokį vartojimo padidėjimą.
Kruonio HAE efektyvumas yra 75 proc. – jei vandens pumpavimui į viršutinį baseiną panaudojamas sąlyginis 100 megavatų elektros energijos kiekis, tada išgauti galima tik 75 megavatų. Nelabai apsimoka? Tai tik iš pirmo žvilgsnio.
Atominiai reaktoriai, kurie nekeičia galios lygio, yra bet kokios branduolinės energetikos inžinieriaus svajonė. Šio režimo metu jų efektyvumas ir tarnavimo laikas tampa maksimalūs, šis padidėjimas kompensuoja mažą HAE naudingumo koeficientą. Ekonominiu požiūriu taip pat viskas gerai — HAE siurbliai naudoja elektros energiją naktiniu tarifu, o generatoriai elektros energiją tiekia maksimaliai, kai maksimalus tarifas.
Kruonio HAE vakar, šiandien, rytoj
Kruonio HAE tapo antrąja TSRS. Po to, kai Lietuvos energetikai atrado nepaprastą reljefą ir Nemuno srovės ypatybes, 1962 metais kilo mintis statyti HAE. Sprendimas statyti buvo priimtas 1967 metais, statyba prasidėjo 1978 metais, baigta statyti 1984 metais. Tačiau pirmasis padalinys buvo paleistas tik 1992 metais, t.y. tuo metu, kai Lietuva tapo nepriklausoma valstybe.
Kitas laimingas atsitiktinumas – projekto vystymas ir Kruonio HAE pagrindinės statybos buvo finansuojamos iš TSRS valstybės biudžeto, o veikti HAE pradėjo jau Lietuvos Respublikos ekonomikos naudai.
Dviguba sėkmė – kitų sąskaita įeiti į prestižinį "branduolinį klubą", Ignalinos atominės elektrinės pagalba ir turint retą galimybę užtikrinti jos reaktorių optimalų veikimą, panaudojant Kruonio HAE reguliacijos galimybes.
Tai buvo patikima energijos bazė visai pramonei, žemės ūkiui ir transporto sistemai, ir ne tik tiems, kurie tuo metu jau egzistavo. Ignalinos-Kruonio sistema turėjo didelį potencialą tolesnei Lietuvos ekonomikos plėtrai. Tačiau įvykiai klostėsi visiškai kitaip. Taip pat, kaip to panoro Lietuvos piliečiai, pasirinkę tokius vadovus, kurie nusprendė uždaryti atominę elektrinę.
Žinoma, aš neturiu teisės nieko smerkti dėl priimtų sprendimų, bet tikrai galiu stebėtis, ką ir darau. Turėti tokį nuostabų "mechanizmą" ir savo valia sunaikinti jį, tai nesuvokiama mano protu, bet tai tik mano asmeninė nuomonė.
Kruonio HAE projekte buvo numatytas aštuonių hidraulinių įrenginių darbas, siurbimo galia turėjo būti 1736 MW, turbinų galingumas — 1800 MW, tai yra, reguliavimo diapazonas turėjo būti 3,566 megavatų. To pakaktų ne tik Ignalinos atominės elektrinės procesams reguliuoti — galimai Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė galėjo reguliuoti elektros tinklų vartojimo pikus visose trijose Baltijos šalyse, ir atlikti tas pačias funkcijas Baltarusijoje ir gretimuose Rusijos regionuose.
Nenuostabu, kad visais pajėgumais Lietuvos HAE taip ir nepradėjo veikti – po 1991 metų visuose išvardintuose regionuose smarkiai sumažėjo pramonės ir žemės ūkio produkcijos apimtis, o vartojimo šuoliai tapo silpnesni. Šiuo metu yra sumontuoti keturi hidrauliniai agregatai, tačiau ir to Lietuvos reikmėms yra per daug.
Reguliavimo galia Kruonio HAE Lietuvoje turi tiesiog milžinišką potencialą – pavyzdžiui, tam, kad patenkintų Ignalinos atominės elektrinės poreikius, pakakdavo aštuonių valandų trukmės dviejų iš keturių hidraulinių agregatų darbo per dieną. Priminsiu, kad Ignalinos AE veikė du energetikos blokai, kurių bendras pajėgumas siekė 3000 megavatų, o šiuo metu Baltarusijoje statomi du blokai po 2400 megavatų. Švelniai tariant — išspręsti gyvybiškai svarbias Baltarusijos AE problemas Kruonio HAE galėtų be vargo.
Vienintelė vieta pasaulyje, kurioje AE ir HAE veikia viename komplekse, yra Prancūzijos ir Šveicarijos siena, Prancūzijos atominės elektrinės ir Šveicarijos HAE. Šveicarija aktyviai perka elektros energiją iš kaimynų naktiniu tarifu ir noriai parduoda elektros energiją piko valandomis 37 proc. skirtumu savo naudai.
Tuo tarpu Kruonio HAE potencialo netgi dabartinėje būsenoje, kai veikia tik keturi hidrauliniai įrenginiai, pakaktų, kad būtų reguliuojama labai daug saulės ir vėjo jėgainių. Lietuvos ar Europos – nėra jokio skirtumo, nes dabartinis greitis elektros linijose yra lygus šviesos greičiui. Netgi seni sovietiniai hidroelektrinių generatoriai gali pereiti iš siurbimo režimo prie turbinos tik per 180 sekundžių, o šiuolaikinėje įrangoje perjungimo greitis yra daug didesnis. Kokias galimybes tai suteikia Lietuvai – mes dar aptarsime.
Autoriaus nuomonė gali nesutapti su redakcijos pozicija.