Mažųjų HE indėlis į elektros energijos perdavimo infrastruktūrą

2018 m. Vokietijos Vupertalio Universiteto mokslininkai atliko tyrimą, kuriuo buvo siekdama įvertinti mažųjų hidroelektrinių (<1 MW galios) naudą elektros energijos infrastruktūrai Vokietijoje.

Tyrimo išvadose skelbiama, kad mažosios HE ateityje taps vis svarbesnės, nes tai pigus, patikimas ir ilgalaikis elektros energijos šaltinis.

Mažosios HE ženkliai mažina elektros tinklų plėtros poreikį, ypač žemos ir vidutinės įtampos regioninėse skirstomųjų tinklų sistemose. Tiekiant mažųjų HE pagamintą elektros energiją vartotojams, skirstomuosiuose tinkluose patiriami tik minimalūs energijos nuostoliai.

Mažųjų HE atsisakymas pareikalautų milžiniškų išlaidų taip pat ir aukštos įtampos tinklų plėtrai bei papildomiems tinklo komponentams, tokiems kaip energijos saugyklos bei kontrolės sistemos. Skaičiuojama, kad Vokietijai tai kainuotų daugmaž vieną milijardą eurų.

Žemiau pateikiame pagrindines tyrimo išvadas, nuorodą į tyrimą originalo kalba ir trumpą palyginimą su mažųjų HE situacija Lietuvoje.

1. Hidroenergetika svariai prisideda prie mažo šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo, nes yra labai stabilus elektros energijos tiekėjas. 
Vis sparčiau pereinant prie mažiau pastovių atsinaujinančios energijos šaltinių, tokių kaip vėjo ir saulės jėgainės, hidroelektrinių nauda pasijus dar labiau, nes patikimas energijos iš atsinaujinančių šaltinių tiekimas didele dalimi priklauso, būtent, nuo hidrojėgainių. Hidroelektrinės yra vienas iš svarbiausių energetikos atsinaujinimo pagrindų ir turėtų būti išnaudojamos efektyviau.

CO2 išmetimas į aplinką įvairaus tipo elektrinėse. Vandens jėgainės (Wasserkraft) aplinką teršia mažiausiai:
 

2. Mažosios HE ženkliai mažina poreikį plėsti elektros energijos tinklų infrastruktūrą, kadangi jos tiekia energiją pastoviai aukštu instaliuoto galingumo išnaudojimu, nesukeldamos energetinės sistemos perkrovimo. 
Jeigu mažųjų HE nebūtų, jų nuolat tiekiamą elektros energiją tektų kompensuoti vėjo ir saulės jėgainėms, kas reikštų papildomas investicijas į žemos ir vidutinės įtampos tinklų plėtrą.

3. Mažosios HE tiekia elektros energiją į žemos ir vidutinės įtampos tinklus, kur ši energija yra iškart suvartojama. 
Tai ženkliai sumažina elektros energijos nuostolius elektros energijai keliaujant perdavimo tinkle, nes jos nereikia transformuoti į aukštesnę įtampą. Palyginus su kitais gamintojais, didelis hidrojėgainių pastovumas reiškia žymiai mažiau prarastos energijos tuose pačiuose žemos ir vidutinės įtampos tinkluose. Lyginant su saulės ar vėjo sistemomis, mažosios HE sumažina praradimus vidutinės ir žemos įtampos tinkluose maždaug 4-6 %, dar didesni skaičiai pastebimi aukštos įtampos tinkluose.

4. Mažosios HE stabilizuos ateities energetikos sistemas dėl savo nesudėtingo galios reguliavimo, pavyzdžiui, palaikydamos reikiamą dažnį. 
Tai bus vis labiau aktualu, atjungiant nuo sistemos elektrines naudojančias iškastinius energijos šaltinius. Hidroelektrinės turi galimybę dinamiškai reguliuoti vandens rezervuarus, todėl toks energetinės sistemos kontroliavimas gali būti pasiekiamas beveik be jokių energijos generavimo nuostolių.

5. Mažosios HE gerina elektros tiekimo kokybę skirstymo tinklo lygmenyje. 
Nesudėtingas mažųjų HE generuojamos galios valdymas ir galimybė kompensuoti reaktyvinę energiją svariai prisideda prie tiekimo ir įtampos kokybės palaikymo elektros paskirstymo tinkle. Mažųjų HE gamyba gali būti individualiai pritaikyta prie dabartinių tinklo reikalavimų, bet kokie neatitikimai sutvarkomi greitai ir efektyviai.

Elektros generavimo stabilumas Mažosiose HE (Kleinwasserkraftwerk) ir Saulės elektrinėse (PV-Anlage):

6. Mažosios HE galėtų tiekti elektros energiją savarankiškiems regioniniams tinklams (island grid) didelės apimties blackout’ų (visiško elektros energijos išjungimo) atvejais. 
Tai užtikrina bendrą elektros energijos tiekimo patikimumą ir yra ypatingai svarbu kritiniais atvejais.

7. Mažosios HE yra nedidelių kaštų reikalaujantys elektros energijos tiekėjai. 
Dešimtmečiai (kitose šalyse ir šimtmečiai) patirties bei palyginti nesudėtinga hidroelektrinių konstrukcija gali gyvuoti labai ilgai, gerokai virš 50 metų. Dėl to hidroelektrinių elektros generavimo kaštai yra labai žemi, palyginimui sudarantys tik 2% nuo visų atsinaujinančios energetikos kaštų Vokietijoje.

8. Mažosios HE operuoja kaip decentralizuotos elektros energijos saugyklos. 
Vis didesnė nepastovių elektros energijos tiekėjų integracija kuria augantį didesnių energijos saugyklų poreikį. Nuo upių tėkmės priklausančios ir vandens pralaidų kaskadas galinčios reguliuoti mažosios HE padengia dalį šio poreikio. Kadangi tokiam saugojimui nereikia jokios elektros energijos konversijos - priešingai negu, pavyzdžiui, naudojant baterijas - nėra jokių elektros energijos praradimų.

Vokietijoje energiją generuoja nuo 7300 iki 7600 hidroelektrinių, maždaug 7000 jų yra mažosios HE. Nors bendra instaliuota galia hidroelektrinėse Vokietijoje sudaro ~4% visos instaliuotos atsinaujinančios energetikos galios, šios elektrinės pagamina ~12% visos atsinaujinančios elektros energijos. Didžiųjų HE dalis yra 85% šios energijos, mažųjų HE - 15% (maždaug 2% visos pagamintos atsinaujinančios elektros energijos).

Palyginimui, Lietuvoje veikia maždaug šimtas mažųjų HE. Jos pagamina 4% visos iš atsinaujinančių energijos išteklių išgaunamos elektros šalyje.

Nuoroda į tyrimą (vok.)

Visi įrašai