23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2008/11
Atsinaujinančių energijos šaltinių gamyba ir naudojimas
  • Prof. Julius RAMANAUSKAS
  • Mano ūkis

Europos Sąjunga nuo 1990 m. vykdo ambicingą planą tapti atsinaujinančios energijos lydere pasaulyje. Vienas iš rezultatų – ES įrengtų vėjo jėgainių galia atitinka 50 proc. anglį deginančių jėgainių galią. ES atsinaujinančios energijos rinkos sektoriuje dirba apie 300 tūkst. žmonių. Atsinaujinanti energija kainų atžvilgiu jau pradeda konkuruoti su iškastiniu kuru.

Atsinaujinanti energija jau dabar yra trečiasis pagal pajėgumus elektros energijos gamybos šaltinis pasaulyje (po anglių ir dujų), ir yra nemažai galimybių plėsti gamybos apimtis, kartu didinant naudą aplinkai ir ekonomikai.

Numatyta, kad iki 2010 m. energija iš atsinaujinančių šaltinių ES sudarys 21 proc. visos suvartojamos elektros energijos, o biodegalai turėtų sudaryti bent 5,75 proc. viso sunaudojamo benzino ir dyzelinį. Daugelyje šalių atsinaujinančios energijos suvartojimas sparčiai auga. Nepaisant to, jei išliks dabartinės tendencijos, abiems tikslams įgyvendinti ES pritrūks 1–2 procentinių punktų.

Alternatyvi energetika Lietuvoje. Šiuo metu iš atsinaujinančių energijos išteklių Lietuvoje išgaunama maždaug 3,3 proc. elektros energijos. Tai visų pirma elektros energija, generuojama Kauno HE (100 MW), visos likusios elektrinės kartu sudaro tik 17,5 MW. Daugiausia – smulkios hidroelektrinės (61 hidroelektrinė, kurių bendra galia sudaro tik 15,7 MW). Tačiau hidroelektrinės daro didelę ir dažnai nepataisomą žalą gamtai ir kraštovaizdžiui, todėl jų, kaip pakaitalo įprastiniams energijos šaltiniams, plėtojimas – ne išeitis. Alternatyvų naftai yra, tačiau moderniems įrenginiams reikia labai daug investicijų.

Saulės energija. Lietuvoje apie 150 km2 (0,3 proc. bendro ploto) užima namų stogai, kurie be žalos aplinkai gali būti panaudoti saulės jėgainėms įrengti. Vykdant mokslo programą „Saulės ir kiti atsinaujinantys energijos šaltiniai žemės ūkiui“, Lietuvoje papildomai įrengti 6 saulės spindėjimo trukmės registravimo postai, ir dabar jų iš viso yra 15. Tačiau kol kas ši energijos šaka yra įdomi tik kaip mokslinių eksperimentų objektas.

Saulės energija šiluminiams tikslams gali būti naudojama, įrengiant saulės kolektorius vandeniui šildyti, žemės ūkio produkcijai džiovinti, taip pat įrengiant patalpų šildymo sistemas.

Fotoelektra. Šiuo metu Lietuvoje fotoelektrinių jėgainių nėra. Kažkada buvusi pajėgi ir moderni mikroelektronikos bazė Lietuvoje neišsilaikė. UAB „Saulės energija“ Lietuvoje 1994–1998 m. realizavo apie 3 kW bendros galios fotoelektrinių modulių, tačiau jie naudojami tik turizme arba specialiai elektroninei aparatūrai maitinti. Turistams bei kariuomenės reikmėms gaminamos nešiojamos sulankstomos 10–36 W jėgainės. Didesnės galios jėgainių kaina dažniausiai viršija elektros tinklo atvedimo kainą ir statistiniam vartotojui tampa nuostolinga. Tačiau ateityje Lietuva bus pajėgi gaminti šiuo metu plačiausiai pasaulyje naudojamus (iki 85 proc.) monokristalinio silicio saulės elementus, pagaminančius iki 1–2 MW energijos per metus.

Biodegalai. Pagal ES direktyvą Lietuva nuo 2005 m. privalo ne mažiau kaip 2 proc. visų sunaudojamų degalų pakeisti biokuru. Tai sudaro per 20 000 t biodegalų, iš jų – 14 000 t biodyzelino ir 7 000 t bioetanolio. Lietuvos Aplinkos ministerijos prognozėmis, žemės ūkio plėtrai tai bus naudinga, nes sukurs naujas darbo vietas kaime ir mieste, padidins žemdirbių pajamas, sumažins grūdų ir rapsų perteklinę produkciją. „Rapsų auginimo plėtojimo ir gyventojų aprūpinimo aliejumi programoje“ nurodoma, kad Lietuvoje, nepažeidžiant agrotechnikos, rapsus galima auginti 310–390 tūkst. ha plote.

Biodujos. Biologinių dujų gamybai naudojamų organinių medžiagų ištekliai nuolat kaupiasi ir atsinaujina žemės ūkio sektoriuje. Svarbiausieji iš jų – gyvulių mėšlas bei maisto perdirbimo įmonių organinės atliekos. Tačiau rentabilus jų perdirbimas biodujoms gauti įmanomas tik stambiuose gamybos objektuose. Pagal tiesioginę paskirtį nepanaudojama 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 šienui ir grūdams džiovinti, o perdirbta biomasė – dirvoms tręšti. Šiuo metu šalyje veikia šešios biodujų jėgainės.

Medienos ir augalų masė. Augalų bio­masė (mediena, šiaudai, energetiniai augalai) yra vienas iš svarbiausių atsinaujinančios energijos šaltinių Lietuvoje ir sudaro vyraujančią vietinio kuro dalį. Medienos kuro metinį potencialą sudaro apie 3 mln. m³ medienos. Medienos kurui gali būti naudojama menkavertė malkinė mediena, medienos perdirbimo pramonės ir miško kirtimo atliekos. Vidutiniškai šalies miškuose kasmet iškertama apie 5 mln. m³ medienos, iš jos apie 700 000 m³ sudaro malkinė mediena. Medienos kuro ištekliai gali būti papildyti auginant energetinius želdinius – greitai augančių medžių ir krūmų plantacijas.

Išsamūs augalinės biomasės tyrimai atliekami Lietuvos miškų institute. Pirmąją pramoninę energetinių želdinių plantaciją numatoma įveisti Kauno rajone, išeksploatuotame Ežerėlio durpyne, kur ketinama kasmet pasodinti po 20–30 ha želdinių. Lietuvos žemdirbystės ir Lietuvos žemės ūkio inžinerijos institutuose tiriamos kanapių, barkūnų, bulvinių saulėgrąžų (topinambų), saulėgrąžų, nendrių ir kitų augalų panaudojimo energijos gamybai galimybės.

Lietuvoje kasmet susidaro apie 4 mln. t šiaudų, iš kurių nesunaudotų lieka nuo 0,5 iki 1,5 mln. t. Juos panaudojus kurui, būtų galima gauti nuo 300 iki 900 MW šiluminę galią. Dabar šio pigiausio kuro energetiniams reikalams sunaudojama tik 1,5–2 proc. galimų išteklių. Šiuo metu Lietuvoje veikia tik keliolika šiaudais kūrenamų katilinių ir yra kelios įmonės, gaminančios specialiai šiaudams kūrenti skirtus katilus. Šiaudų kaina paprastai yra kur kas mažesnė negu įprastų kuro rūšių, tačiau šiaudams deginti pritaikytos technologijos yra brangesnės, tai ir lemia šio kuro nepopuliarumo priežastį.

Vėjo energetika. Ūkio ministerija planuoja, kad iš vėjo energijos 2010 m. bus generuojama daugiau negu 289 GWh elektros energijos, tai reikštų beveik tiek pat, kiek dabar pagaminama hidroelektrinėse. Esant šalyje vidutinei elektros energijos savikainai 8,3 ct/kWh, vėjo energijos supirkimo kaina nustatyta 22 ct/kWh. 2010 m. sąnaudos, įsisavinant šią energijos rūšį, padidėtų apie 53 mln. Lt kasmet, o elektros vidutinė kaina padidėtų 0,5 ct už kilovatvalandę. Vėjo jėgainių pagaminamą energiją valstybė gali nupirkti už 1 kW mokėdama 22 ct, o Ignalinos atominės jėgainės pagaminamą 1 kW valstybė teoriškai perka už 5,5 ct. Tokia padėtis turi keistis, nes Lietuva, tapusi ES nare, įsipareigojo skirti didelį dėmesį alternatyviems energetikos ištekliams.

***
Biodegalai – biokuras, tinkamas naudoti vidaus degimo varikliuose kaip degalai. Biodegalais (biokuru) laikytinų produktų sąrašas apima mažiausiai šiuos produktus:


  • bioetanolis – etanolis (etilo alkoholis), pagamintas iš biomasės ir biologiškai skaidomos atliekų dalies, skirtas naudoti kaip biokuras;
  • biodyzelinas – metilo (etilo) esteris, pagamintas iš augalinės kilmės aliejų ar gyvūninės kilmės riebalų, prilygstantis dyzelino kokybei, skirtas naudoti kaip biokuras;
  • biodujos – dujos, pagamintos iš biomasės ir biologiškai skaidomos atliekų dalies, kurios gali būti išgrynintos iki gamtinių dujų kokybės, arba medienos dujos, skirtos naudoti kaip biokuras;
  • biometanolis – iš biomasės pagamintas metanolis, skirtas naudoti kaip biokuras;
  • biodimetileteris – iš biomasės pagamintas dimetileteris, skirtas naudoti kaip biokuras;
  • bioetiltretbutileteris – etiltretbutileteris, pagamintas bioetanolio pagrindu. Produktas yra laikomas biodegalais (biokuru), jeigu ne mažiau kaip 47 procentus šio produkto tūrio sudaro bioetiltretbutileteris;
  • biometiltretbutileteris – metiltretbutileteris, pagamintas biometanolio pagrindu. Produktas yra laikomas biodegalais (biokuru), jeigu ne mažiau kaip 36 procentus šio produkto tūrio sudaro biometiltretbutileteris;
  • sintetiniai biodegalai (biokuras) – sintetiniai angliavandeniliai ar jų mišiniai, pagaminti iš biomasės;
  • biovandenilis – vandenilis, pagamintas iš biomasės ir (ar) biologiškai skaidomos atliekų dalies, skirtas naudoti kaip biokuras;
  • grynas augalinės kilmės aliejus – aliejus, pagamintas iš augalų spaudimo, ekstrakcijos ar kitu panašiu būdu, rafinuotas ar nerafinuotas, tačiau chemiškai nemodifikuotas, tinkamas varikliams, jeigu naudojamas kaip biodegalai, ir atitinkantis išmetamų teršalų kiekio apribojimo reikalavimus.

***

Biokuras – iš biomasės pagaminti degūs dujiniai, skystieji ir kietieji produktai, naudojami energijai gaminti.

Energetiniai augalai – žemės ūkio augalai (javai, rapsai, cukriniai runkeliai, trumpos vegetacijos medžiai ir krūmai), auginami kaip žaliava biokurui gaminti.

Trumpos vegetacijos medžiai ir krūmai – greitai augantys medžiai ir krūmai: gluosniai, karklai, tuopos, drebulės, baltalksniai, auginami kaip žaliava biokurui gaminti.

Pirmasis perdirbėjas – energetinių augalų derliaus (žaliavos) perdirbėjas, gaminantis pirminį arba tarpinį produktą, skirtą biokurui gaminti ir prisiimantis įsipareigojimus, kad iš pagal sutartį nupirktos žaliavos pagamins atitinkamą pirminio arba tarpinio produkto kiekį, siekdamas gauti biokurą. Pirmasis perdirbėjas gali būti ir galutinis perdirbėjas, jei jis pagamina galutinį produktą – biokurą.

Tarpinis produktas – produktas, pagamintas tolesniam perdirbimui.

Galutinis perdirbėjas – energetinių augalų derliaus perdirbėjas, gaminantis galutinį produktą – biokurą ir prisiimantis įsipareigojimus, kad iš pagal sutartį supirktos žaliavos pagamins atitinkamą biokuro kiekį.

***
Kaimo turizmo sodybos projekto pavyzdys

Ūkininkas, kaimo turizmo sodybos šeimininkas, įsipareigoja naudoti atsinaujinančio energijos šaltinio energiją – įrengti pastatų šildymą šilumos siurbliais (geoterminę sistemą). Ši patalpų šildymo sistema yra efektyviausia, palyginti su kitomis kuro rūšimis.

Ūkininko planuojama įdiegti technologinio proceso inovacija atitinka du LR žemės ūkio ministro 2007 m. spalio 22 d. įsakymu Nr. 3d-462 patvirtintos projektų inovatyvumo vertinimo metodikos pagal Lietuvos kaimo plėtros 2007–2013 metų programos priemonę „Kaimo turizmo veiklos skatinimas“ inovatyvumo kriterijus: alternatyvių atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimas (įsipareigojimas) ir racionalus energijos išteklių naudojimas.

Apskaičiuojant energijos sąnaudas naudojant geoterminio šildymo sistemą taikoma: šiluminės varžos normatyvas (STR normos) – 50,0 W/m2, esant 20 oC; elektros energijos kaina – 0,34 Lt/ kWh; šildant patalpas elektros energija bus naudojama – 50,0 W/m2, o naudojant geoterminį būdą – 11,62 W/m2 energijos (įrenginių techninė dokumentacija).

Bendrasis energijos sunaudojimas sodyboje skaičiuojamas sumuojant energijos sąnaudas: lauko ir patalpų apšvietimui, geoterminės sistemos siurblių darbui, viryklėms, indaplovėms, televizoriams, kavos aparatams, lygintuvams ir kt.

Be to, patalpų geoterminio patalpų šildymo sistemos įdiegimas sudarys galimybę sumažinti energijos sąnaudas paslaugų vienetui.

Iš lentelių duomenų matyti, kad po projekto įgyvendinimo sodyboje atsinaujinančios energijos bus sunaudojama 50,9 proc. bendro energijos suvartojimo ir energijos sunaudojimas sodyboje sumažės 23,2 proc. Pagal minėtą įsakymą projektas yra inovatyvus, jei ne mažiau kaip 20 proc. energijos sunaudojama iš alternatyvių atsinaujinančių šaltinių ir energijos sąnaudos bus sumažintos ne mažiau kaip 10 procentų.