Technologie Drzewiecki adiu ula po ad

Rozwój niskospadowej energetyki wodnej
Autor: Maciej Drzewiecki, Instytut Technologii Energetycznych, Gdynia
(„Czysta Energia” – nr 11/2011)
Mijający rok to okres dynamicznego rozwoju technologii dla małych elektrowni
wodnych o niskim spadzie, zarówno w Europie, jak i w Polsce.
Coraz więcej projektów technologicznych zakłada wykorzystanie turbin VLH lub turbin
Archimedesa w nowo powstających małych elektrowniach wodnych. Można również
zaobserwować zwiększenie konkurencji wśród dostawców tych urządzeń na rynku krajowym
i zagranicznym. Efektem tego jest chociażby wykonanie pierwszej elektrowni z turbiną
Archimedesa, zaprojektowanej i zbudowanej w Polsce, a także pierwsze instalacje turbin
pochodzących z Czech.
Wyzwania i osiągnięcia
Potwierdzeniem wspomnianej aprobaty dla nowoczesnych technologii wykorzystujących
niskie spady może być także opracowanie zlecone przez Regionalny Zarząd Gospodarki
Wodnej w Krakowie – „Wytyczne do uwarunkowań rozwoju hydroenergetyki w obszarze
działania RZGW w Krakowie”. Wykonawcą opracowania jest Instytut Ochrony Przyrody
Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, a autorzy odnoszą się do zagadnień związanych z
rozwojem energetyki wodnej, ze szczególnym uwzględnieniem obszaru działania RZGW w
Krakowie. Według informacji krakowskiego RZGW: „opracowanie powstało, by wyjść
naprzeciw potrzebie uporządkowania dostępnych informacji dotyczących hydroenergetyki
oraz by przygotować materiały wspomagające decyzje podejmowane w sprawie lokalizacji i
budowy obiektów małej energetyki wodnej. Adresatami opracowania są zarówno potencjalni
inwestorzy, jak i organy wydające, opiniujące i uzgadniające pozwolenia wodnoprawne,
decyzje o środowiskowych uwarunkowaniach czy pozwolenia na budowę”. W tekście
wytycznych, w rozdziałach 7 i 8, są zawarte szczegółowe zalecenia i proponowane systemy
ocen oddziaływania potencjalnych technologii i rozwiązań na środowisko i społeczeństwo. W
tych rozdziałach wymieniono także technologie turbin VLH, turbin Archimedesa oraz turbin
wirowych i Aldena jako „środki łagodzące” środowiskowe skutki przedsięwzięć
hydroenergetycznych. Ponadto wg proponowanej listy sprawdzającej, załączonej do oceny
możliwości budowy nowej małej elektrowni wodnej, zastosowanie wymienionych technologii
nie skutkuje ujemnym punktowaniem analizowanej inwestycji.
Innym wyrazem uznania dla technologii dla bardzo niskich spadów jest pierwsza decyzja o
środowiskowych uwarunkowaniach dla realizacji przedsięwzięcia polegającego na
„Rewitalizacji i udrożnieniu ekologicznym węzła wodnego związanego z istniejącym jazem
piętrzącym na rzece Drwęcy wraz z zagospodarowaniem potencjału energetycznego
piętrzonej wody” w miejscowości Lubicz. Wyjątkowy charakter tej decyzji wynika z faktu, iż
planowane przedsięwzięcie jest realizowane w Obszarze Chronionego Krajobrazu Dolina
Drwęcy, rezerwacie ichtiologicznym i na terenie objętym programem NATURA 2000.
Skomplikowana procedura środowiskowa dla tej inwestycji trwała prawie trzy lata, co
wynikało ze zmiany pierwotnej technologii klasycznych turbin, na nowo powstałą VLH, a
także z racji konieczności opracowania nowej dokumentacji technicznej i raportu z oceny
oddziaływania tego przedsięwzięcia na środowisko. Zakończenie etapu środowiskowego jest
dużym krokiem na drodze do sfinalizowania udrożnienia węzła w Lubiczu. Decyzja
środowiskowa po uprawomocnieniu będzie podstawą do wystąpienia o pozwolenie na
użytkowanie wody do celów energetycznych, jak również na potrzeby dwóch przepławek,
które są elementem tej inwestycji. Posiadając pozwolenie wodno-prawne, inwestor może
przystąpić do procedury uzyskania pozwolenia na budowę, następnie samej budowy, odbioru
obiektu i procedury uzyskania w Urzędzie Regulacji Energetyki koncesji na wytwarzanie
energii. Bez ważnej koncesji nie można sprzedawać tzw. zielonych certyfikatów, które
stanowią nieodłączny element kalkulacji finansowej projektu inwestycyjnego w odnawialne
źródła energii.
Badania migracji ryb
Wspierając rozwój niskospadowych elektrowni wodnych w Polsce i Europie, Instytut
Technologii Energetycznych wraz z francuskim partnerem, zorganizował nowatorskie
badania wpływu działającej elektrowni wodnej na ichtiofaunę zstępującą przez turbinę.
Badania odbyły się we Francji pod koniec 2010 r. w miejscowości Frouard na urządzeniu
typu VLH 4500 o mocy 400 kW. Należy zaznaczyć, że to już trzecia z rzędu seria testów z
udziałem francuskiej technologii. Testy odbywały się przez trzy dni, a elektrownia pracowała
przy pełnej mocy z przepływem rzędu 22 m3/s i ze spadem netto 2,4 m. Polskim
współorganizatorom zależało na tym, aby badania odbyły się z udziałem niezależnych
ekspertów z Polski. Zaproszenia przyjęli przedstawiciele Krajowego Zarządu Gospodarki
Wodnej, Instytutu Rybactwa Śródlądowego oraz Uniwersytetu Przyrodniczego we
Wrocławiu. Raport naukowy potwierdzający efekty tych badań wykazał, że udało się
osiągnąć 100-procentową przeżywalność ryb, które przepływały w dół rzeki przez
uruchomioną turbinę VLH. Próba bazowa to ponad 200 osobników, a przeżywalność badano
po 48 godzinach od zakończenia testów.
Przygotowywane jest kolejne badanie otoczenia małej elektrowni wodnej. Tym razem
francuska agencja ONEMA (państwowa agencja zajmująca się administracją wodami i
utrzymaniem środowiska wodnego) zleciła wykonanie badania migracji wstępującej,
towarzyszącej pracy hydrowęzła przy elektrowni wodnej. Ciekawy jest fakt, iż to producent
turbin przyjął propozycję państwowej agencji, zaakceptował kryteria i metodologię badań
oraz pokrył ich koszt. Pierwsze pilotażowe badanie miało miejsce w lipcu 2011 r. na
niewielkiej, bo liczącej 11 sztuk, próbie łososia atlantyckiego. Rybom aplikowano nadajniki
radiowe, które wysyłały informacje do odbiorników umieszczonych w kilku miejscach
hydrowęzła, oraz w górę i dół rzeki od stopnia piętrzącego. Celem finalnego badania, które
nastąpi dopiero w momencie utrzymania wymaganych przez ONEMA warunków
hydrologicznych, będzie zbadanie zachowania ryb dwuśrodowiskowych w okolicy wylotu z
turbin, ocena przechodzenia przez przepławkę w górę rzeki oraz ewentualne usprawnienie
sposobu projektowania hydrowęzłów przy MEW wykorzystujące turbiny niskospadowe.
Badania prowadzone są w miejscowości Terrasson we Francji, zaś badany hydrowęzeł
obejmuje próg stały, przepławkę i MEW z dwoma turbinami VLH.
Niedaleka przyszłość
Przyszłość elektrowni wodnych dla niskich spadów nie wydaje się przesądzona. Dowodem na
to są ciągle pojawiające się nowe propozycje zagospodarowania cieków o niskich spadach.
Przykładem jest włoska technologia „bezspadowych” kół wodnych. Wyrażenie
„bezspadowych” to tylko skrót myślowy, jednak to stwierdzenie we właściwy sposób
obrazuje ideę włoskiego urządzenia, które opiera się w głównej mierze na prędkości
przepływu wody, bez konieczności dodatkowego podpiętrzania. Rozwiązanie bazujące na
kole wodnym, z samonośną uchylną konstrukcją, dwoma generatorami i korytem
ukierunkowującym wodę, nie wydaje się rewolucyjne. Jednak Włosi uważają, że ich
technologia, przede wszystkim ze względu na strukturę i kształt łopat, jest bardziej efektywne
od znanych do tej pory urządzeń tego typu. Niestety, do tej pory nie zakończyły się badania
naukowe tego projektu, a dopóki zainstalowane we Włoszech prototypy nie zostaną
zatwierdzone do produkcji przemysłowej, dopóty potencjalni inwestorzy w MEW (w skali
mikro) muszą czekać. Tak małe koła wodne przełożą się na produkcję rzędu kilkunastu
kilowatów, testowane są urządzenia w wąskich korytach rzek oraz na pływakach
zakotwiczonych w dnie szerszych nurtów. Rodzą się jednak pytania dotyczące zasadności
pozyskania pozwolenia wodno-prawnego na piętrzenie. Może się okazać, że wkrótce chętni
na własną małą elektrownię wodną kupią gotowe rozwiązanie w markecie z materiałami
budowlanymi.
Źródła:
1. Steller J., Henke A., Kaniecki M.: Jak zbudować małą elektrownię wodną? Przewodnik
inwestora. ESHA. Bruksela/Gdańsk 2010.
2. Babiasz R., Engel J., Jelonek M., Koloszka R., Król W., Makomaska-Juchiewicz M.,
Wawręty R.: Wytyczne do uwarunkowań rozwoju hydroenergetyki w obszarze działania
RZGW w Krakowie. Instytut Ochrony Przyrody PAN. Kraków 2010.
3. www.krakow.rzgw.pl