Installment no

Транскрипт

1 MASTER PLAN OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE OPŠTINE DOLJEVAC

2 Naziv dokumenta: Master plan Opštine Doljevac Broj dokumenta: 3010/20 Datum: Investitor: Opština Doljevac Izradili: Potpis: Rukovodilac projekta: Zoran Mojić dipl. inž. maš. Zoran Jovanović dipl. inž. građ. Darko Radosavljević dipl. inž. el. Ekoenergo Inženjering d.o.o. Broj strana: 131 Odobreno: Potpis: Sva prava zadržava vlasnik autorskih prava, Ekoenergo Inženjering d.o.o., Beograd Zabranjuje se korišćenje bilo kog dela bez odobrenja autora.

3 Projekat: Master plan opštine Doljevac Br. projekta 3010/20 Datum Br. strana 131 Investitor: Opština Doljevac Naziv projekta: Master Plan obnovljivih izvora energije opštine Doljevac Izradili: Potpis: Rukovodilac projekta: Zoran Mojić dipl. inž. maš. Odgovorni projektant: Zoran Jovanović dipl. građ. inž. Projektanti: Jelena Janevski dipl. inž. maš. Mladen Mojić dipl. inž. maš. Darko Radosavljević dipl. inž. el. Željko Janković dipl. inž. građ. Saradnici: Tanja Milutinović ing. građ. Miroslav Mojić teh. Tijana Krasulja teh. saradnik

4 OPŠTA DOKUMENTACIJA

5 EKOENERGO INŽENJERING

6 EKOENERGO INŽENJERING

7 EKOENERGO INŽENJERING

8 EKOENERGO INŽENJERING

9 EKOENERGO INŽENJERING

10 Preduzeće za projektovanje i inženjering Ekoenergo Inženjering d.o.o Beograd Bulevar Mihajla Pupina 3/89 ( ) Na osnovu člana 128. Zakona o planiranju i izgradnji (Sl. Glasnik RS br.72/2009) i Zakona o izmenama i dopunama zakona o planiranju i izgradnji (Sl. Glasnik RS br.24/2011) donosim: REŠENJE Za izradu tehničke dokumentacije Master plana Opštine Leskovac određuje se odgovorni projektant: Zoran Jovanović, dipl. inž. građ., br. lic Za izradu tehničke dokumentacije Master plana Opštine Leskovac određuje se odgovorni projektant: Zoran Mojić, dipl. inž. maš., br. lic Kao lica koja ispunjavaju Zakonom propisane uslove za izradu tehničke dokumentacije, shodno Zakonu o planiranju i izgradnji. Projektna dokumentacija će se uraditi u svemu prema Zakonu o planiranju i izgradnji i pravilima struke. Za saradnike na projektu imenujem: matični broj: , PIB: Banca Intesa Beograd, t.r , delatnost: Inženjering - Jelena Janevski dipl. inž. maš. - Mladen Mojić dipl. inž. maš. - Darko Radosavljević dipl. inž. el - Željko Janković dipl. inž. građ. - Tanja Milutinović inž. građ. - Miroslav Mojić teh. - Tijana Krasulja teh. saradnik U Beogradu, Direktor: Zoran Mojić EKOENERGO INŽENJERING

11 EKOENERGO INŽENJERING

12 EKOENERGO INŽENJERING

13 EKOENERGO INŽENJERING

14 EKOENERGO INŽENJERING

15 S A D R Ž A J: Uvod Obnovljivi izvori energije Potencijal Obnovljivih Izvora Energije u Republici Srbiji Pravni okvir EU i Republike Srbije Planski dokumenti Opštine Doljevac Akteri i sredstva implementacije strategije Energija vetra Uvod Princip rada postrojenja Oblasti primene energije vetra Pojedinačni (individualni) vetrogeneratori Vetro-parkovi (farme vetrenjača) Resursi energije vetra u Srbiji Analiza resursa vetra Pozitivna i Negativna politika u planiranju korišćenja energije vetra Praktična politika i propisi u Srbiji Zaključak Vetroenergetski potencijal opštine Doljevac Uvod Izbor lokacije Izloženost lokacije Mogućnost izgradnje VE na lokaciji Blizina elektro mreže (dalekovodi), trafostanice i mogućnost priključivanja na elektroenergetski sistem Kvalitet pristupnih puteva i tla Seizmološki aspekti Plansko prostorni osnov i pravo nad zemljištem Uticaj na životnu sredinu Uticaj tokom pripreme i građenja Uticaj na tlo Uticaj na vazduh Dovoljna udaljenost od naselja i stambenih objekata Zaključak Solarna energija Uvod Princip rada postrojenja Oblasti primene solarne energije Resursi solarne energije u Srbiji Zaključak Geotermalna energija Uvod Princip rada i oblasti primene geotermalne energije Geotermalne elektrane Individualna primena geotermalne energije Princip geotermalne pumpe Resursi geotermalne energije u Srbiji Geotermalni potencijal Opštine Doljevac Zaključak EKOENERGO INŽENJERING 2

16 5. Energija biomase Uvod Princip rada postrojenja Oblasti primene energije biomase Resursi energije biomase u Srbiji Potencijal energije biomase opštine Doljevac Biogas Zaključak Hidroenergetski potencijal Uvod Pojam i definicija MHE Prednosti i nedostaci MHE Ekološki uticaji MHE Finansiranje i ekonomski efekti izgradnje MHE Nove metode u planiranju i projektovanju MHE Vodni potencijal Srbije Sadašnji zakonski okvir Verifikacija lokacija na teritoriji opštine Doljevac Primenjena metodologija Zaključci i preporuke MHE "Pendel" Opšti tehnički podaci MHE "Rusna" Opšti tehnički podaci MHE "Krst" Opšti tehnički podaci MHE Crvenjak Opšti tehnički podaci MHE Čapljinac Opšti tehnički podaci MHE Klisura Opšti tehnički podaci MHE Čečina Opšti tehnički podaci MHE Pukovac Opšti tehnički podaci Rekapitulacija Zaključak Spisak korišćene literature i sajtova: EKOENERGO INŽENJERING 3

17 Uvod Ovaj Master plan izrađen je u okviru dogovora o izradi master plana za obnovljive izvore energije koji je sklopljen između opštine Doljevac, koju zastupa predsednik opštine, Goran Ljubić, i preduzeća Ekoenergo inženjering d.o.o. iz Beograda, koga zastupa direktor Zoran Mojić. Sadržaj je rađen na osnovu projektnog zadatka i predstavlja logičnu podelu po vrstama obnovljivih izvora energije definisanih u planskim dokumentima Ministarstva za infrastrukturu i energetiku Republike Srbije. U svakom od delova posebno je obrađena problematika određenog vida energije, načina i mogućnosti korišćenja sa osvrtom na primenu resursa na teritoriji Republike Srbije i sa analizom raspoloživih resursa na teritoriji opštine Doljevac. Obuhvat Master plana predstavlja teritoriju opštine Doljevac. Za izradu master plana korišćeni su raspoloživi podaci i podloge koje su publikovane ili sadržane u arhivi Naručioca, i prikupljene podloge i podaci iz arhive Obrađivača. Prikupljena dokumentacija je iscrpno analizirana u okviru rada na izradi ovog dokumenta. Katastar MHE rađen je na osnovu topografskih karata razmere 1: Obrada hidroloških podataka rađena je na osnovu podatak Republičkog hidrometeorološkog zavoda o osmotrenim padavinama, vodostajima i proticajima na osmatračkim stanicama ovog Zavoda. Za izradu hidroenergetskog potencijala korišćena je postojeća obrada podataka izvršena u okviru hidrološke studije Vodoprivredne osnove Srbije. Dopunska obrada u cilju definisanja neophodnih podataka za lokacije MHE opisana je u okviru svakog poglavlja. U okviru izrade ovog dokumenta, prikupljeni su i analizirani sledeći podaci i podloge: - prenosna elektrodistributivna mreža - infrastrukturna mreža opštine Doljevac - hidrološka karta opštine Doljevac - geotermalna karta RS - karte vetrova na teritoriji RS - karta obradive površine na teritoriji RS - karta površine pod šumom na teritoriji RS - karta prosečne dnevne energije globalnog zračenja na horizontalnu površinu za RS kao i mnogi drugi zvanični podaci neophodni za izradu ovog dokumenta Obnovljivi izvori energije Energetska efikasnost je skup termina kojima se opisuje kvalitet korišćenja energije. Poboljšanje energetske efikasnosti znači izbegavanje (smanjenje) gubitaka energije bez narušavanja komfora, standarda života ili ekonomske aktivnosti i može se realizovati kako u oblasti proizvodnje tako i oblasti potrošnje energije. Obnovljivi izvori energije -izvori energije koji se nalaze u prirodi i obnavljaju se u celosti ili delimično, posebno energija vodotokova, vetra, neakumulirana sunčeva energija, biomasa, geotermalna energija i dr. (čl. 3, tačka 14. Zakona o energetici ( Službeni glasnik RS broj 84/04)). Sam naziv obnovljivi, kako i trajni, potiče od činjenice da se energija troši u iznosu koji ne premašuje brzinu kojom se stvara u prirodi. EKOENERGO INŽENJERING 4

18 Korišćenje ovih izvora doprinosi efikasnijem korišćenju sopstvenih potencijala u proizvodnji energije, smanjenju emisija gasova staklene bašte", smanjenju uvoza fosilnih goriva, razvoju lokalne industrije i otvaranju novih radnih mesta. Obnovljivi izvori energije aktuelno pitanje u svim razvijenim zemljama. Pitanje se aktuelizuje i u Srbiji. Postoje značajni neaktivirani potencijali. Proces pridruživanja EU već zahteva usklađivanje energetske politike Srbije i utvrđivanje posebnih numerički iskazanih ciljeva (meta) za udeo obnovljivih izvora u ukupnoj proizvodnji struje. Slika 1.1: Uticaj obnovljivih izvora u svetu (2005.g) Težnja za većim snabdevanjem iz sopstvenih izvora energije može se u narednom periodu ostvariti jedino korišćenjem malih hidroelektrana i obnovljivih izvora energije. Tehnički iskoristiv energetski potencijal navedenih obnovljivih izvora energije u Republici Srbiji, veoma je značajan i procenjen je na preko 4,3 miliona tona ekvivalentne nafte (toe) godišnje - od čega se oko 2,7 miliona toe godišnje nalazi u iskorišćenju biomase, 0,6 miliona toe godišnje u neiskorišćenom hidropotencijalu, 0,2 miliona toe godišnje u postojećim geotermalnim izvorima, 0,2 miliona toe godišnje u energiji vetra i 0,6 miliona toe godišnje u iskorišćenju sunčevog zračenja. EKOENERGO INŽENJERING 5

19 Slika 1-2: Iskoristiv energetski potencijal u obnovljivim izvorima energije u Republici Srbiji Novi i obnovljivi izvori energije (NOIE) imaće najveći značaj u sektoru lične i opšte potrošnje i poljoprivrede, a manje u domenu industrije i elektroenergetike. Uz neophodna ulaganja i intenzivniji naučno-istraživački rad, učešće novih i obnovljivih izvora u finalnoj potrošnji energije na području Prostornog plana iznosiće oko 5%. Od novih i obnovljivih izvora energije najviše će porasti korišćenje/primena hidroenergije. Značajne će biti i mogućnosti korišćenja biomase, geotermalne, solarne i aero energije u skladu sa rezultatima istraživanja i utvrđenom opravdanošću ulaganja. Postojeća situacija u energetici na području opštine Doljevac odlikuju sledeća ograničenja: velika i neracionalna potrošnja energije; starost i tehnološka zastarelost većine izgrađenih proizvodnih kapaciteta, smanjena pouzdanost i efikasnost njihovog rada; nedovoljna zaštita životne sredine i nepostojanje realnih cena i pariteta energije Potencijal Obnovljivih Izvora Energije u Republici Srbiji Tehnički iskoristiv energetski potencijal obnovljivih izvora energije u Republici Srbiji, preko 4,3 miliona tona ekvivalentne nafte (toe) godišnje 2,7 miliona toe godišnje nalazi u iskorišćenju biomase (63%), - 0,6 miliona toe godišnje u neiskorišćenom hidropotencijalu(14%), - 0,2 miliona toe godišnje u postojećim geotermalnim izvorima(4%), - 0,2 miliona toe godišnje u energiji vetra(5%)i - 0,6 miliona toe godišnje u iskorišćenju sunčevog zračenja(14%). Oko 2,7 miliona toe godišnje (tj. oko 63% ukupnog potencijala) nalazi se u iskorišćenju biomase, 1,2 miliona toe, čini potencijal drvne biomase (seča drveta i otpaci drvne mase pri njenoj primarnoj i/ili industrijskoj preradi), a više od 1,5 miliona toe čini poljoprivredna biomasa (ostaci poljoprivrednih i ratarskih kultura, uključujući i tečni stajnjak). Oko 0,6 miliona toe godišnje (tj. oko 14% ukupnog potencijala) nalazi se u malim vodotocimana kojima se mogu graditi male hidroelektrane. Procene su bazirane na Katastru malih hidroelektrana iz godine kojim je opisano 856 lokacija za izgradnju MHE, snage od 90 kw do 8,5 MW, (ukupne snage 449 MW i procena da se može proizvoditi GWh.Procena je da oko 90% lokacija poseduje tehnički potencijal snage ispod 1 MW. EKOENERGO INŽENJERING 6

20 Oko 0,2 miliona toe godišnje (oko 4% do 5% ukupnog potencijala) nalazi se u postojećim geotermalnim izvorima u Republici Srbiji, koji su locirani na teritoriji Vojvodine, Posavine, Mačve, Podunavlja i šireg područja centralne Srbije, kao i u postojećim banjama. Za sada simbolično iskorišćenja energije tople vode iz stotinak postojećih bušotina, relativno niske temperature (retko preko 60 C), toplotne snage ispod 160 MJ/s, dosadašnja istraživanja ukazuju da je stvarni potencijal geotermalnih izvora bar pet puta veći od ostvarenog. Oko 0,2 miliona toe godišnje (tj. oko 5% ukupnog potencijala) nalazi se u energiji vetra. Procena potencijala vetra bazirana je na dugogodišnjim podacima postojećih hidrometeoroloških stanica koje vrše merenja na visini od 10 m; potrebno je ispitivanje lokacija - jednogodišnja merenja na visinama od 30 i 50 metara. Oko 0,6 miliona toe godišnje (tj. oko 14% ukupnog potencijala) nalazi se u iskorišćenju Sunčevog zračenja, pretpostavka da svaka stambena jedinica ugradi prosečno 4 m 2, Moguća ugradnja preko 10 miliona m 2. Ograničenje visoka cena investicije. Mala porodična elektrana snage od desetak kilovata može da zadovolji potrebe jednog domaćinstva za električnom energijom. Crpeći energiju iz reka, vetra, sunca ili nekog drugog obnovljivog izvora, ovakva elektrana ne zagađuje životnu sredinu, a dovoljna je da podmiri nasušne kućne potrebe za energijom. Uz besplatan rad bojlera, šporeta, pegle, raznih elektronskih uređaja i osvetljenja u domaćinstvu, mala elektrana svom vlasniku omogućuje i lepo osećanje da je redak pojedinac nezavistan od osamsto hiljada puta snažnijeg sistema elektroprivrede, a uz to, povremeno mu donosi i nešto profita. Ovakva elektrana može da radi ostrvski ili da bude priključena u elektrodistributivnu mrežu tako da koristi struju iz mreže kada je potrebno i da prodaje viškove energije kada ih proizvede. Uz reformu energetskog sistema, eksperti za energetiku sve više govore o planovima i projektima koji bi trebalo da podstaknu male proizvođače električne energije. Prema podacima Ministarstva energetike, Srbija je godine potrošila energije koja je ekvivalentna sagorevanju skoro 40 miliona tona nafte. Iz obnovljivih izvora je tokom iste godine dobijeno samo 0,96 miliona ekvivalentnih tona, ali je zato potencijal iskorišćenja mnogostruko veći. Oko tri miliona tona. Za maksimalno iskorišćenje svih navedenih vidova energije neophodne su veće podsticajne mere pre svega od strane Države, a zatim i same lokalne zajednice. Osnovni preduslov i za efikasnu primenu podsticajnih mera je edukacija što većeg broja ljudi o značaju i koristima upotrebe obnovljivih izvora energije Pravni okvir EU i Republike Srbije Republika Srbija je usvojila sledeću pravnu regulativu u oblasti obnovljivih izvora energije: Zakon o energetici (SL.GLASNIK RS 84/2004) Strategija razvoja energetike Republike Srbije do (SL.GLASNIK RS 44/2005) Izmene i dopune Programa ostvarivanja strategije razvoja energetike Republike Srbije do godine za period (SL.GLASNIK RS 99/2009) Uredba o uslovima za sticanje statusa povlašćenog proizvođača električne energije i kriterijumima za ocenu ispunjenosti tih uslova (SL.GLASNIK RS 72/2009 ) Uredba o merama podsticaja za proizvodnju električne energije korišćenjem OIE i kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije (SL.GLASNIK RS 99/2009) Pravilnik o tehničkim i drugim zahtevima za tečna goriva bioporekla, (SL.LIST SCG br.23/06) Zakon o planiranju i izgradnji (SL.GLASNIK RS 72/2009) EKOENERGO INŽENJERING 7

21 Zakon o zaštiti životne sredine(sl.glasnik RS 72/2009) Zakon o strateškoj proceni uticaja na životnu sredinu (SL.GLASNIK RS 135/2004) Zakon o proceni uticaja na životnu sredinu (SL.GLASNIK RS 36/2009) Zakon o integrisanom sprečavanju i kontroli zagađivanja životne sredine (SL.GLASNIK RS 135/2004) Zakon o upravljanju otpadom (SL.GLASNIK RS 36/2009) Zakon o zaštiti vazduha (SL.GLASNIK RS 36/2009) Zakon o Fondu za zaštitu životne sredine (SL.GLASNIK RS 72/2009) Zakon o ratifikaciji Kjoto Protokola (SL.GLASNIK RS 88/2007 i 38/2009) Nacionalna strategija održivog razvoja (SL.GLASNIK RS 57/2008) Strategija implementacije čistije proizvodnje u Republici Srbiji (SL. GLASNIK RS 17/2009) Uredbu o merama podsticaja za proizvodnju električne energije korišćenjem OIE i kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije Pravilnik o tehničkim i drugim zahtevima za tečna goriva bioporekla Model ugovora o otkupu električne energije od povlašćenih proizvođača Ratifikacijom Ugovora o osnivanju energetske zajednice, Srbija je, između ostalog, prihvatila obavezu da donese i realizuje plan primene direktive 2001/77/EC o promovisanju proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora energije i direktive 2003/30/EC o promovisanju korišćenja biogoriva i drugih goriva iz obnovljivih izvora energije u sektoru saobraćaja. Direktiva 2001/77/EC definiše obnovljive izvore energije (OIE): nacionalni cilj za proizvodnju električne energije dobijene iz OIE program mera za njihovo dostizanje garancije o poreklu - za električnu energiju proizvedenu iz OIE (Guarantee of Origin) pojednostavljenje pravnog okvira za izgradnju i eksploataciju postrojenja obaveza za operatera prenosa i distribucije da preuzimaju i transportuju električnu energiju iz OIE definisanje uslova i tarifa za priključenje na mrežu. Direktiva 2003/30/EC definiše biogoriva: obezbediti pojavljivanje određene količine biogoriva na tržištu % od ukupne količine goriva koje se koristi u saobraćaju do kraja godine U Beloj knjizi o obnovljivoj energiji, kao prvom dokumentu objavljenom godine, utvrđena je obaveza da udeo obnovljive energije dostigne 12% do godine i ukazano je na nekoliko vrlo važnih principa za korišćenje OIE, kao: sprečavanje klimatskih promena, smanjenje zagađenja vazduha, sigurnost snabdevanja energijom, razvoj konkurentnosti i podsticanje industrijskih i tehnoloških inovacija. APB je godine definisan kao dokument koji bi trebalo da odredi mere za promovisanje biomase u proizvodnji toplotne i električne energije i u transportu, posle čega su usledile mere vezane za zajedničke probleme koji se odnose na snabdevanje biomasom, finansiranje i istraživanje. Zemlje članice EU su pripremile i usvojile svoje APB kojim su definisale ciljeve, programe i aktivnosti za dostizanje tih ciljeva. Najnoviji dokument, Direktiva 2009/28/EZ promoviše korišćenja energije iz obnovljivih izvora, utvrđuje zajednički okvir za promovisanje tako proizvedene energije i ukida Direktive 2001/77/EZ i 2003/30/EZ. Ovom Direktivom su postavljeni obavezujući nacionalni ciljevi za ukupno učešće energije iz obnovljivih izvora u finalnoj potrošnji energije, kao i za učešće obnovljivih izvora u transportu: najmanje 20% učešća energije iz obnovljivih izvora u finalnoj potrošnji energije u EU i 10% učešća energije iz obnovljivih izvora u potrošnji energije za transport do godine. Osim toga, ustanovljeni su i kriterijumi održivosti za biogoriva i tečna biogoriva. APB za Republiku Srbiju je izrađen u skladu sa obavezama iz Ugovora o energetskoj zajednici i u duhu Direktive 2009/28/EZ. Primena Direktive 2009/28/EZ o obnovljivoj energiji u Republici Srbiji i ostalim zemljama potpisnicama Ugovora će se ubuduće utvrđivati i usklađivati unutar energetske zajednice. Nove ciljeve u skladu sa Direktivom 2009/28/EZ Republika Srbija će definisati Godine. Septembra godine, Evropski parlament je usvojio paket propisa o klimatskim promenama koji ima za cilj da obezbedi smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte od 20 %, unapređenje energetske efikasnosti od 20% i učešće obnovljive energije od 20 % u ukupnoj potrošnji energije u EU - do godine, posmatrano u odnosu na godinu. EKOENERGO INŽENJERING 8

22 Republika Srbija postala je 26. januara godine članica i osnivač Međunarodne agencije za obnovljivu energiju (IRENA), kao prve međunarodne (međuvladine) organizacije koja se fokusira isključivo na obnovljivu energiju i aktivno će nastaviti učešće u radu ove agencije u skladu sa Statutom Agencije i svojim interesima u oblasti aktiviranja i korišćenja obnovljivih izvora energije. Osnovni cilj Međunarodne agencije za obnovljivu energiju (IRENA-International Renewable Energy Agency) je da postane glavna pokretačka snaga u ubrzanoj tranziciji prema široko rasprostranjenom i održivom korišćenju obnovljivih energija u čitavom svetu, a njene glavne aktivnosti obuhvataju: pružanje konkretnih savetodavnih usluga vladama industrijalizovanih i zemalja u razvoju - vezanih za politiku korišćenja obnovljivih izvora energije;transfer tehnologija i savetodavnih usluga u vezi finansiranja projekata; izgradnja i podizanje kapaciteta u oblasti korišćenja obnovljive energije. Mogućnost korišćenja Obnovljivih izvora energije u Srbiji zasniva se na primeni Zakona o energetici, na primeni grupe zakona o zaštiti životne sredine i na Zakonu o planiranju i izgradnju. Zakon o energetici proizvodnju energije iz obnovljivih izvora energije definiše kao povlašćenu, predviđa obavezu preuzimanja ove energije, uvodi izvesne povlastice i predviđa mogućnost izvoza enegije proizvedene iz Obnovljivih izvora energije. Set zakona iz oblasti zaštite životne sredine predviđa izradu procene uticaja planova i projekata na životnu sredinu uz obavezno mišljenje Zavoda za zaštitu prirode. Zakon o planiranju i izgradnji uvodi niz novina koje se odnose na objekte Obnovljivih izvora energije. Korišćenje OIE podržano je i u Strategiji razvoja energetike Srbije. Srbija je potpisala Kjoto protokol, podržala odluke skupa u Kopenhagenu i pristupila je energetskoj zajednici Jugoistočne Evrope., što pospešuje razvoj obnovljivih izvora energije Planski dokumenti Opštine Doljevac Opština Doljevac donela je niz akata, strategija i propisa kojim se uređuju i definišu mogućnosti i ograničenja u svim sektorima i delokruzima funkcionisanja grada. Ta dokumenta su obuhvatila i obnovljive izvore energije i uvela neke polazne pretpostavka za njihovo definisanje. Osnovni strateški dokumenti koje je Opština Doljevac usvojila, a koji se tiču i obnovljivih izvora energije su: - Prostorni plan Opštine Doljevac - Generalni plan GP Doljevac Strategija razvoja opštine Doljevac godine - Plan Generalne regulacije - Prostorni plan područja posebne namene - Nacrt Prostornog Plana opštine Doljevac U ovim planskim aktima kao prioriteti navode se izrada katastra i plana korišćenja raspoloživih prirodnih resursa, stimulisanje projekata vezanih za korišćenje obnovljivih izvora energije i projekata vezanih za poboljšanje energetske efikasnosti Kao kontinualna aktivnost navodi se unapređenje energetske efikasnosti i korišćenja obnovljivih izvora energije u objektima javne namene (izolacija prostora koji se greje, zamena dotrajale stolarije, ugradnja mernih i regulacionih uređaja za potrošnju energije, korišćenje solarnih panela i toplotnih pumpi i dr.) EKOENERGO INŽENJERING 9

23 1.3. Akteri i sredstva implementacije strategije Da bi se postigao visoki stepen ukupne energetske efikasnosti u Opštini, uz poštovanje kriterijuma ekološke održivosti, dosadašnje planiranje energetskih struktura uglavnom "odozgo" (tj. iz upravljačkih centara energetske privrede EPS i NIS) moraće ubuduće, u skladu sa principom decentralizovane proizvodnje, da se dopunjuje pojačanim planiranjem energetskih struktura na nivou lokalnih aglomeracija potrošača energije zajednica naselja u Opštini. U skladu sa Zakonom o energetici jedinica lokalne samouprave će donositi planove razvoja energetike kojima utvrđuje potrebe za energijom na svom području, kao i uslove i način obezbeđivanja neophodnih energetskih kapaciteta. Time se Opštini omogućava da preuzme integralnu brigu o energetici na lokalu u skladu sa budućom Strategijom razvoja energetike i energetskim bilansom Srbije. Opština će se dogovarati o neophodnim infrastrukturnim kapacitetima za zadovoljenje budućih potreba sa republičkim resornim organom i javnim preduzećima EPS i NIS. Osnovne mere za realizaciju strateških ciljeva energetike opštine Doljevac obuhvataju usvajanje planova i programa izgradnje energetskih kapaciteta. Planovi i programi treba da obuhvate sve ciljeve i interese, nosioce realizacije i redosled aktivnosti koje je potrebno preduzeti u tržišnim uslovima privređivanja. Povećanje korišćenja raspoloživog hidropotencijala malih hidroelektrana i obnovljivih izvora energije može se ostvariti dobijanjem statusa povlašćenih proizvođača električne i toplotne energije u skladu sa Zakonom o energetici. Ovaj Master plan predstavlja mali doprinos razvoju strategije i primene obnovljivih izvora energije na teritoriji opštine Doljevac. 2. Energija vetra 2.1. Uvod Vetar je horizontalno strujanje vazdušnih masa nastalo usled razlike temperature, odnosno prostorne razlike u vazdušnom pritisku. Vetar je posledica Sunčevog zračenja, tj. energija vetra je transformisani oblik sunčeve energije, a na njegove karakterisitke u velikoj meri utiču i geografski činioci. Sunce prema Zemlji zrači 1015 kwh po kvadratnom metru. Oko 1 do 2 posto energije koja dolazi od sunca pretvara se u energiju vetra. Energija vetra je obnovljiva i čista, ne zagađuje vazduh, ne emituje CO2 i ne prouzrokuje kisele kiše. Uz to ne zrači i ne razara ozonski omotač. U korišćenju energije vetra nema nepoželjnih otpadaka. Koristi se za dobijanje električne energije - kinetička energija vetra se pretvara u mehaničku energiju, pa u sledećoj transformaciji u električnu. Sada, a i u budućnosti, energija vetra se pokazala kao ozbiljan obnovljiv izvor energije pri dostignutom razvoju tehnologije. Osnovni razlozi za to su: - neizmerna količina energije - pad cena vetrogeneratora i prateće opreme - ekološki potpuno čist način pretvaranja energije - mala zauzetost zemljišta Savremeni vetrogeneratori počinju da proizvode električnu energiju već pri brzini vetra od 2,5 m/s, a zaustavljaju se iz bezbednosnih razloga pri brzini od 25 m/s. Ekonomska opravdanost izgradnje vetrogeneratora je pri najmanjoj godišnjoj brzini vetra od 4,9-5,8 m/s. Usled trenja između struje vazduha i tla, kao i unutrašnjeg viskoznog trenja brzina vetra raste sa povećanjem visine iznad tla. Jasno je da na EKOENERGO INŽENJERING 10

24 brzinu vetra utiče hrapavost terena, prisustvo prirodnih i veštačkih prepreka kao i drugi topografski elementi. Najčešće primenjivani moderni vetrogeneratori su kapaciteta od 500 kw do 3 MW mada se grade i veći. Slika 2.1. Vetrogeneratorsko polje U proizvodnji električne energije nijedan izvor energije nije imao tako dinamičnu ekspanziju u poslednjih dvadesetak godina. Savremeni verogeneratori dostižu snagu od 5 MW i više, a po ekonomičnosti su izjednačeni sa klasičnim izvorima energije. Konkurentnost im se značajno povećava pogotovo kada se u poređenja uvrsti uticaj na životnu sredinu. U narednom periodu može se očekivati da će energija vetra kao najznačajniji obnovljiv izvor zauzeti značajno mesto u ukupnom svetskom energetskom bilansu. Za Srbiju je primena obnovljivih izvora energije primarni cilj oko koga treba da se okupe stratezi energetskog razvoja, političari i stručnjaci. Pri sadašnjem konstantnom deficitu električne energije najbrži put u praćenju potrošnje energije je štednja i gradnja postrojenja za eksploataciju obnovljivih izvora energije Princip rada postrojenja Osnovni uslov za planiranje izgradnje vetroelektrane je postojanje tehnički iskoristivog energetskog potencijala vetra. Postoje i drugi neophodni tehnički uslovi za rad elektrane na vetar. Da bi vetroelektrana veće snage snabdevala električnom energijom potrošače, mora biti priključena na prenosnu ili na distributivnu električnu mrežu. Elektrana na vetar - vetroelektrana je jedna ili više proizvodnih jedinica za proizvodnju električne energije na vetar koje su međusobno povezane i opremljene na način da se mogu priključiti na elektroenergetsku mrežu. To je elektrana koja kao gorivo za proizvodnju električne energije koristi vetar. Ona se kao i svaka druga elektrana sastoji od nekoliko komponenti, uključujući vetroagregate (turbina + generator), transformatorske stanice, kablove i vodove kao i ostale pripadajuće objekte. Vetrogeneratori se danas proizvode u širokom dijapazonu snaga. Manje vetrogeneratorske jedinice (do 200 kw) uglavnom služe za napajanje električnom energijom izolovanih sistema ili pumpanje vode. EKOENERGO INŽENJERING 11

25 Veće generatorske jedinice se povezuju na elektroenergetski sistem (EES). Uglavnom se koriste dva tipa vetrogeneratora: vetrogeneratori sa horizontalnom osom i vetrogeneratori sa vertikalnom osom. Vetrogeneratori sa vertikalnom osom su otporniji na olujne vetrove i njih ne treba usmeravati ka vetru. Osnovni standard koji definiše zahteve za projektovanje vetrogeneratora je EN :2005. Shematski prikaz konstrukcije jednog vetroagregata dat je na sledećoj slici: Slika 2.2. Shematski prikaz delova vetroagregata Većina vetrogeneratora danas ima tri aerodinamički dizajnirane lopatice, jer se to pokazalo kao ekonomski najopravdanije rešenje. Te lopatice pokreću osovinu koja je spojena na generator koji proizvodi električnu energiju. Vetar prolazi preko lopatica i stvara silu uzgona (kao na avionskom krilu) koja generiše momenat i uzrokuje okretanje rotora (elise). U kućištu se nalazi sporohodna osovina, menjačka kutija (alternativno, i u današnje vreme sve češće, sporohodni generator bez menjačke kutije), brzohodna osovina i generator. Rotirajuće lopatice okreću sporohodnu osovinu brzinom od puta u minuti. Menjačka kutija spaja sporohodnu i brzohodnu osovinu povećavajući brzinu okretanja brzohodne osovine na obrtaja u minuti. Brzohodna osovina pokreće generator koji proizvodi električnu energiju. Proizvedena električna energija iz generatora se šalje na transformator koji pretvara napon na onaj koji se koristi u elektroenergetskoj mreži. Tri glavne promenljive određuju koliko električne energije može proizvesti vetrogenerator: * brzina vetra: jači vetar proizvodi više energije. Vetrogeneratori tipično proizvode energiju na brzinama od 4 m/s do 30 (ili 25, zavisno od konstrukcije) m/s. * prečnik lopatica: veći promer lopatica rotora, tj. veća površina koju zahvataju lopatice znači i veću proizvodnju energije. Duplo veći prečnik lopatica može prouzrokovati četiri puta veću proizvodnju energije. EKOENERGO INŽENJERING 12

26 Slika 2.3. Zavisnost snage od prečnika rotora turbine * gustina vazduha: vazduh veće gustine stvara veći potisak na lopaticama rotora. Gustina vazduha je funkcija nadmorske visine, temperature i pritiska. Lokacije na visokim nadmorskim visinama imaju manji pritisak i vazduh manje gustine, pa su to lokacije na kojima su vetrogeneratori relativno manje efikasni. Za vetroenergetiku su od posebnog interesa površinski vetrovi u prizemnom sloju atmosfere do visine od 200 m. U tom sloju se na pogodnim lokacijama postavljaju vetroagregati koji vrše konverziju energije vetra u električnu. Električna energija se isporučuje elektroenergetskom sistemu (EES) ili potrošačima koji rade u ostrvskom režimu. Principska šema konverzije energije vetra u električnu u vetroagregatima, koji su priključeni na mrežu prikazana je na slici: Slika 2.4.Principska šema konverzije energije vetra u električnu energiju Kinetička energija vetra se transformiše u mehaničku energiju pomoću vetroturbine. Brzinu obrtanja vetroturbine (koja iznosi nekoliko desetina obrtaja u minutu) obično je potrebno prilagoditi zahtevanoj brzini generatora. Zato se koristi mehanički reduktor. EKOENERGO INŽENJERING 13

27 Osnovni problem prilikom priključenja vetroelektrane na elektroenergetski sistem je varijacija generisane snage iz vetroelektrane. Ove varijacije negativno utiču na naponske prilike u elektroenergetskom sistemu, a stvaraju i probleme sa stabilnošću sistema. Nestabilnost napona (flikeri) negativno utiču i na rad same vetroelektrane i njenog upravljačkog sistema. Navedeni problemi su daleko manje izraženi ukoliko se vetroelektrana priključuje na "jaku" mrežu (mrežu sa velikom rezervom snage). Dodatno poboljšanje naponskih prilika u sistemu može se postići i izgradnjom odgovarajaćih postrojenja za kompenzaciju reaktivne energije. Lokacije ovih postrojenja bi bile ili u samoj elektrani ili u tački prikjučenja vetroelektrane na sistem ili negde u sistemu u blizini tačke priključenja. Takođe je poželjno organizovati i sistem kratkoročne i dugoročne prognoze vetra kako bi se omogućilo odgovarajuće planiranje proizvodnje iz vetroelektrana Oblasti primene energije vetra Energija vetra se koristi vekovima, ali pitanje koje se sada nameće je da li danas kada potrebe za energijom rastu izvanrednim tempom, količina energije vetra, koja se može tehnički iskoristiti, bar približno može da zadovolji te potrebe. Korišćenje ove energije orijentisano je danas u prvom redu na proizvodnju električne energije. Pri tome je moguće više pristupa. Prvi je u tome da se mali vetrogeneratori snage 10 do 50 kw koriste autonomno za snabdevanje izdvojenih lokaliteta. Češće se primenjuje i ima daleko veći značaj, organizovanje tzv. parkova vetra koji predstavljaju komplekse odviše stotina vetrogeneratora snage od oko 500 kw. Instalisana snaga takvog eolskog parka ekvivalentna je snazi jedne termo ili hidroelektrane. Pojedinačni vetrogeneratori ili parkovi vetra mogu da se integrišu u elektro distributivni sistem zemlje. Time se parira neravnomernost intenziteta vetra koja nameće potrebu skladištenja energije. U periodima kada vetro-park proizvodi više energije nego što je potrebno njenim neposrednim potrošačima, višak energije ide u elektrodistributivnu mrežu, koja u tom periodu smanjuje inenzitet rada klasičnih elektrana. Vetro-parkovi mogu da budu veoma korisni elektro - distributivnom sistemu i u periodima špiceva potrošnje. Na primer kada je usled jakog vetra povećana potreba za grejanjem, upravo uključivanje vetrogeneratora u elektrosistem doprinosi rešenju problema. U mnogim zemljama parkovi vetra već su postali prirodan i ravnopravan član elekroenergetskog sistema Pojedinačni (individualni) vetrogeneratori Vetrogeneratori malih snaga su od 300 W do 20 kw i koriste se za punjenje akumulatora odakle se električna energija primenjuje za razne svrhe. Njihova najčešća primena je za napajanje električnom energijom individualnih objekata za stanovanje ili odmor kao i u telekomunikacijama za napajanje raznih repetitora ili stanica mobilne telefonije. Vetrogeneratori malih snaga do 5 kw se prvenstveno koriste za punjenje akumulatora. Za određene primene može se koristiti jednosmerna struja direktno iz akumulatora, a mnogo češće se pomoću pretvarača jednosmerna struja pretvara u naizmeničnu napona 230 V. EKOENERGO INŽENJERING 14

28 Slika 2-5: Shematski prikaz primene individualnog vetrogeneratora Razvojem MagLev vetrogeneratora je napravljen veliki korak što se tiče energije koja se stvara vetrom. Magnetna levitacija je izuzetno efikasan sistem za energiju vetra. Evo na koji način funkcioniše: vertikalno orijentisane lopatice turbine su suspendirane u vazduhu iznad baze mašine, zamenjujući potrebu za kugličnim ležajevima. Turbina koristi "pune stalne" magnete, a ne elektromagnete - dakle, ne zahteva električnu energiju za rad. Pun stalni magnetni sistem koristi neodimijum magnete i ne postoji gubitak energije kroz trenje i može se prozvesti više energije bez dodatnih troškova. Slika 2-6: MagLev vetrogenerator model sa dvojnim rotorom koji se okreću suprotno jedan od drugog Slika 2-7: MagLev vetroturbina EKOENERGO INŽENJERING 15

29 MagLev vetroturbine imaju nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne turbine na vetar. Na primer, oni su u mogućnosti da koriste vetrove sa niskom početnom brzinom već od 1,5 metara u sekundi (m/s). Takođe, oni mogu da rade pri vetrovima preko 40 m/s. Međutim, jedna velika MagLev turbina može generisati jedan gigavat čiste energije, što je dovoljno za snabdevanje domova energijom. To bi takođe povecalo kapacitet proizvodnje za 20% u odnosu na konvencionalne vetroturbine i smanjilo operativne troškove za 50% Vetro-parkovi (farme vetrenjača) Farme vetrenjača su grupe vetroturbina na istoj lokaciji koje se koriste za proizvodnju električne energije. Pojedinačne turbine su međusobno povezane kolektorskim sistemom srednjeg napona (obično 35 kv) i komunikacionom mrežom. U podstanicama se srednji napon električne struje povećava uz pomoć transformatora zbog priključenja na prenosni sistem visokog napona. Kao opšte pravilo, vetrogeneratori su efikasni ako je brzina vetra 16 km/h ili 4.5 m/s ili veća. Idealna lokacija bi imala konstantno strujanje vetra bez turbulencija tokom cele godine, sa najmanje šansi za snažne nalete vetra. Zemljište između turbina ne može da se koristi u poljoprivredne svrhe. Važan faktor pri izboru lokacije za turbinu je takođe lokalni nivo potražnje i kapacitet za prenos struje. Troškovi ugradnje vetrogeneratora su investicioni kao i troškovi kasnijeg održavanja. Investicioni troškovi se kreću od 75% do 90% ukupnih troškova. Investicioni troškovi su troškovi izgradnje vetrogeneratora, uključujući troškove izgradnje pristupnih puteva, ukoliko je potrebno, i troškove priključivanja na elektroenergetski sistem. Obično su lokacije sa povoljnim uslovima za gradnju farme vetrenjača udaljene od drumskih i energetskih magistrala i to povezivanje utiče na povećanje investicionih troškova. Povećavanjem brzine vetra, raste koeficijent korisnog dejstva što postavlja zahtev za podizanjem visokih stubova. Takođe, energija iz vetrogeneratora se obično proizvodi bliže potrošačima čime se smanjuju gubici u prenosu električne energije i ovako dobijena energija ima povećanu konkurentnost. Ako uzmeno jedan vetrogenerator snage 1 MW on će na prosečnoj brzini vetra od 6 m/s proizvoditi godišnje oko 2000MWh električne energije. To je dovoljno za podmirenje oko 500 prosečnih četveročlanih domaćinstava. Sa cenom od 0,095 /kwh, predviđenom uredbom o merama podsticaja za povlašćene proizvođače u Srbiji, dolazimo do cifre od oko za količinu proizvedenih kwh godišnje. Slika 2-7: Shematski prikaz farme vetrenjača (vetro-parka) EKOENERGO INŽENJERING 16

30 2.4. Resursi energije vetra u Srbiji Vetar, kao i većina obnovljivih izvora energije potiče od Sunca, a samo mali deo Sunčeve energije se konvertuje u energiju vetra. Na nižim visinama (do 100 m), reljef veoma utiče na vetar. Izmenjena putanja vetra je posledica prepreka na koje on nailazi na svom putu. Posebna klasa ovih, površinskih vetrova su lokalni vetrovi. Poznavanje ovih vetrova je najbitnije za ocenu tehničkog kapaciteta vetra u nekom kontinentalnom području. Na vetar utiču hrapavost, prirodne ili veštačke prepreke i orografija. Hrapavost Zemljine kore može da usporava vetar na određenoj lokaciji. šume i veliki gradovi mogu u značajnoj meri da smanje brzinu vetra, dok ravne površine, kao što su vodene površine, aerodromske piste, autoputevi, ne utiču značajno ili učestvuju minimalno. Za ocenjivanje uticaja hrapavosti na vetar, primenjuju se klase hrapavosti, koje su iskazane koeficijentom kojim se koriguje brzina vetra. Hrapavost je klasifikovana u nekoliko kategorija. Svaka klasa je definisana koeficijentom hrapavosti i energetskim indeksom. Prirodne i veštačke prepreke (objekti, šume, reljef) značajno smanjuju brzinu vetra i stvaraju turbulenciju vazdušne struje u neposrednoj blizini prepreke. Iskustveno se izbegava lociranje vetrogeneratora iza neke prepreke, da bi se izbegao uticaj zone turbulencije. Prilikom projektovanja farme vetrogeneratora i računanja potencijalnog prinosa električne energije, sve prepreke koje su udaljene do 1 km u nekom od preovladavajućih pravaca vetra se moraju ukalkulisati. Orografija značajno utiče na brzinu vetra. Brzina vetra može biti značajno uvećana ukoliko se vetrogenerator (VGT) locira između dve visoke zgrade ili dve planinske padine ( tunel efekat). Jedan od uobičajenih načina pozicioniranja VGT-a je na vrhovima brda. Na vrhovima brda ili planinskim vrhovima, dolazi do sabijanja vazdušnog stuba, što ima za posledicu značajno ubrzanje vetra na ovakvim mikrolokalitetima. Meteorološke stanice registruju podatke o promenama vetra. Mere se promene intenziteta i pravca, obično u desetominutnim intervalima. Kao merilo varijacije osnovnih parametara vetra u određenom vremenskom periodu koristi se ruža vetrova. Slika 2-8: Dijagram ruže vetrova na teritoriji Srbije EKOENERGO INŽENJERING 17

31 Osnovne metode za ocenjivanje resursa vetra se mogu podeliti u tri grupe: empirijske, merne i numeričko modeliranje. Za potrebe analiza vetra u Srbiji u svrhu proizvodnje električne energije, korišćena je ova poslednja. Sastojala se iz tri faze: 1. utvrđivanja klimatoloških i fizičkih karakteristika vetra (srednje brzine, učestalosti brzina, učestalosti tišina) i identifikovanja perspektivnih zona za izgradnju vetroelektrane. 2. utvrđivanja ukupnih površina i klasifikovanja istih prema pogodnosti za proizvodnju električne energije iz vetra i 3. grube procene potencijala korišćenjem aktuelne metodologije. Vetar je energetski resurs Srbije čijim aktiviranjem bi se značajno povećali instalisani kapaciteti, raznovrsnost energetskih izvora i smanjila zavisnost od uvoza energetskih sirovina. Zvanični podaci ukazuju da je cena električne energije koju proizvedu vetrogeneratori, za određene lokacije, već konkurentna sa klasičnim izvorima. Takav trend će se nastaviti u bliskoj budućnosti. Na osnovu postojećih i dostupnih analiza i studija realni energetski potencijal vetra u Republici Srbiji je procenjen na instalisanu snagu od oko 1300 MW. Procena energetskog potencijala je obavljena na osnovu podataka Republičkog hidrometeorološkog zavoda prikupljenih merenjem na meteorološkim stubovima visine do 10 metara. Slika 2-9: Prosečna ukupna godišnja energija vetra na visini od 100 m (kwh/m 2 ) u republici Srbiji, za mesec januar EKOENERGO INŽENJERING 18

32 Slika 2-10: Prosečna ukupna godišnja energija vetra na visini od 100 m (kwh/m 2 ) u republici Srbiji, za mesec jul Energetski potencijal vetra na lokalitetu treba utvrđivati fazno: na makro nivou - teritorije Srbije (Atlas nacionalnih resursa sa bazama podataka dobijen kao rezultat opšteg postupka) na osnovu koga su identifikovani potencijalno povoljni lokaliteti, a zatim dodatnim merenjima na odabranoj lokaciji Analiza resursa vetra Prva studija energetskog potencijala vetra Srbije izrađena je godine za potrebe Elektroprivrede Srbije (EPS). Utvrđen je značajan energetski potencijal vetra. Energetski potencijal vetra u Srbiji procenjen je na oko 1300 MW, a moguća godišnja proizvodnja električne energije iz vetra na 2.3 TWh. EKOENERGO INŽENJERING 19

33 Slika 2-11: Atlas vetra Srbije- Studija EE A projekat iz god. CMS Procena energetskog potencijala je obavljena na osnovu podataka Republičkog hidrometeorološkog zavoda prikupljenih merenjem na meteorološkim stubovima visine do 10 metara, pri čemu je zaključeno da su najperspektivnije lokacije za izgradnju elektrana na vetar: Midžor na Staroj Planini, Vršački Breg, Deli Jovan, Krepoljin, Tupižnica, Juhor i Jastrebac. Za tačnu ocenu opravdanosti izgradnje elektrane na vetar na datoj lokaciji neophodno je sprovesti detaljna merenja brzine i pravca vetra. 1. Utvrditi potencijal vetra Najvažniji faktor koji treba razmotriti prilikom izgradnje energetskog postrojenja na vetar je brzina vetra na željenoj lokaciji. Da bi lokacija uopšte bila razmotrena, najmanja godišnja brzina vetra treba da se kreće u rasponu od m/s. Podaci o lokalnim vremenskim prilikama se mogu pribaviti i u meteorološkim stanicama ili u Republičkom hidrometeorološkom zavodu Srbije. Mape vetra za Srbiju se mogu pronaći i na websajtu Instituta za multidisciplinarna istraživanja. Za dobijanje kompletne slike o potencijalima vetra na željenoj mikro-lokaciji potrebno je postaviti sopstvene uređaje za praćenje karakteristika vetra. 2. Proceniti razdaljinu lokacije od kapaciteta za prenos električne energije Jedno od najvažnijih pitanja, kada je reč o smanjenju troškova izgradnje farme vetrenjača, je smanjenje troškova za izgradnju infrastrukture za prenos energije. Gde god je to moguće, prilikom izbora lokacije treba razmotriti dostupnost i pristup postojećoj prenosnoj mreži. 3. Osigurati pristup zemljištu Sa vlasnicima zemlje, na kome se planira izgradnja farme vetrenjača, potrebno je dogovoriti visinu naknade za korišćenje energije vetra na njihovom zemljištu ili je potrebno sačiniti ugovorima o zakupu zemljišta. Pri tome je potrebno razmotriti i mrežu postojećih puteva, opremu koju je potrebno isporučiti, infrastrukturu za održavanje, turbine i slično, jer je za izgradnju farme vetrenjača potrebna teška EKOENERGO INŽENJERING 20

34 industrijska oprema. Zbog toga potencijalni investitori često moraju da investiraju i u puteve koji će biti u mogućnosti da podnesu značajan teret. Da bi se to realizovalo, potrebna je saradnja sa vlasnikom zemljišta i, u najčešćem slučaju sa lokalnom zajednicom. 4. Osigurati potreban kapital Izgradnja farme vetrenjača nije jeftina. U proseku, izgradnja košta oko miliona evra po megavatu (MW) instalisane snage. Da bi se iskoristila prednost ekonomije obima, farma vetrenjača bi trebala da ima instalisani kapacitet od najmanje 20 MW. 5. Obezbediti plasman proizvedene električne energije Energija vetra je trenutno najekonomičniji obnovljivi izvor energije koji se koristi. Zapravo, troškovi korišćenja energije vetra su toliko smanjeni da se takmiče sa mnogim tradicionalnim tehnologijama za proizvodnju energije. Pre nego što uloži sredstva u merenje brzine vetra, dozvole i aktivnosti vezane za period pre izgradnje - investitor mora da obezbedi plasman. Izmenama i dopunama Zakona o energetici, predviđena je obaveza elektrodistributivnih i prenosnih kompanija da otkupe svu električnu energije koja se u Srbiji proizvede iz obnovljivih izvora - po podsticajnim cenama (tzv. fid-in-tarifama) koje su određene do 1. jula godine. Cena električne energije dobijene od vetra uporediva je sa cenom električne energije dobijene iz fosilnih goriva. Međutim, cena električne energije u Srbiji je veoma niska. Recimo, u Italiji ona iznosi 141 /MWh, u Portugaliji i Nemačkoj 128, u većini evropskih zemalja između 84 i 91, u Hrvatskoj 73, a u Srbiji je nešto manja od 38 /MWh. 6. Razmotriti izvodljivost projekta i lokacije Činjenica da na nekoj lokaciji ima vetra ne znači, sama po sebi, da je ona i odgovarajuća za izgradnju farme vetrenjača. Investitor mora da razmotri mnoge faktore prilikom određivanja lokacije. Postoji velikiu broj pitanja koji se tiče zaštite životne sredine, i na koja se mora obratiti pažnja pri postavljanju postrojenja koje proizvodi električnu energiju iz vetra. Farme vetrenjača mogu biti sjajni susedi, ali je obaveza onoga ko želi da ih izgradi da obezbedi da se projekat razvija na način koji je prihvatljiv i za regulatore i lokalnu zajednicu. 7. Razumeti ekonomiju energije vetra Postoje mnogi faktori koji utiču na troškove i produktivnost postrojenja na vetar. Na primer, električna energija koju može da proizvede vetrogenerator je funkcija kuba prosečne brzine vetra na toj lokaciji, što znači da male razlike u brzini vetra mogu da znače velike razlike u produktivnosti i troškovima proizvodnje električne energije. Uz to, površina koju opisuje rotor vetrogeneratora je funkcija kvadrata dužine lopatice rotora (poluprečnik površine koju opisuje rotor). Mali porast dužine lopatice znatno povećava količinu proizvedene energije i isplativost. Način finansiranja projekta takođe može da utiče na ekonomičnost projekta. Prethodno obezbeđen investicioni kapital ili zajedničko ulaganje može značajno da utiče na smanjenje troškova. 8. Obezbediti ekspertizu za zoniranje i dobijanje dozvola Odlučivanje o lokaciji projekta može biti veoma težak zadatak zbog ogromnog broja društvenih faktora i faktora životne sredine. Zbog toga je najbolje da budući proizvođač električne energije iz vetra iskoristi usluge konsultanata, koji su upoznati sa regulativom vezanom za zaštitu životne sredine u slučaju izgradnje farme vetrenjača. Takođe, pravni savetnik koji je upoznat sa lokalnom političkom klimom" će biti u mogućnosti da pomogne u procesu dobijanja dozvola. EKOENERGO INŽENJERING 21

35 9. Uspostaviti komunikaciju sa proizvođačima vetrogeneratora Svaki vetrogenerator je drugačiji - bez obzira što je snaga naizgled ista. Neke mašine su napravljene tako da funkcionišu efikasnije pri nižim brzinama vetra, dok su druge programirane za snažne režime vetra. Zbog toga bi budući proizvođač električne energije iz vetra trebao da istraži sve moguće opcije i uporedi učinke postojećih vetrogeneratora. Profesionalne usluge onih koji već koriste energiju vetra mogu da budu od velike pomoći. 10. Obezbediti uslove za redovno funkcionisanje i održavanje farme vetrenjača Tehnologija proizvodnje vetrogeneratora je znatno napredovala tokom poslednjih godina. Današnje mašine su efikasnije i isplativije nego ikad, ali su i složenije. Pouzdanost vetrogeneratora je jedan od glavnih faktora koji utiče na uspeh projekta, a usluge profesionalca upoznatog sa funkcionisanjem i održavanjem vetrogeneratora mogu da budu od neprocenjivog značaja. Zbog toga, proizvođači vetrogeneratora nude povoljnije garantne uslove ukoliko znaju da će kvalifikovani rukovodioci projekta biti prisutni na lokaciji i propisno održavati opremu Pozitivna i Negativna politika u planiranju korišćenja energije vetra Politička volja, odgovarajući propisi i efikasna administracija su neophodni dodatni uslovi koji omogućuju realizaciju povoljnih tehničkih uslova za izgradnju elektrana na vetar. Prostorna raspodela energetskih izvora, elektrana i potrošača, uslovljava međunarodnu povezanost energetskog sektora. Posledica ove povezanosti je uticaj globalne i regionalne politike u energetici na nacionalnu politiku. Međunarodni ugovori, protokoli, konvencije, preporuke i drugi akti mogu delovati kao podsticaj za korišćenje OIE. Srbija je potpisnik Kjoto protokola, a izrazila je spremnost da izvrši sve svoje obaveze u okviru dogovora iz Kopenhagena. Opredeljenje za usporavanje uticaja na klimatske promene smanjenjem emisije gasova staklene bašte, pre svega CO2, favorizuje korišćenje obnovljivih izvora energije, a posebno energije vetra i sunčevog zračenja. Energetski sektor je značajan izvor emisije CO2 i drugih štetnih gasova i čestica. Kada bi svu električnu energiju proizveli iz vetra, potpuno bi eliminisali emisiju štetnih gasova. Globalno gledano, korišćenje energije vetra za proizvodnju električne energije ima veliki pozitivan uticaj na životnu sredinu. Srbija je član energetske zajednice Jugoistočne Evrope, a njene međunarodne obaveze podstiču korišćenje OIE, posebno korišćenje energije vetra. Kašnjenje u izgradnji vetroelektrana ima i neke pozitivne strane. Pri formiranju politike i pri izgradnji vetroelektrana Srbija može da koristi više od dve decenije iskustva zemalja sa razvijenom vetroenergetikom. Danska, Nemačka i Španija prednjače u korišćenju energije vetra među evropskim zemljama. Praktična politika koju su ove zemlje sprovodile podsticala je ovaj vid proizvodnje električne energije i njihova politika u tom sektoru se može označiti kao pozitivna. Mere koje su neke zemlje sprovodile, a koje su za posledicu imale usporavanje ili odlaganje razvoja vetroenergetike i stvaranje različitih barijera, mogu se označiti kao negativna politika. Osnovna razlika pozitivne i negativne politike je u podsticajnim mehanizmima, prostornom planiranju i u efikasnosti postupka izdavanja dozvola za gradnju vetroelektrana. Od svih do sada korišćenih načina ekonomske podrške kao najuspešniji pokazao se sistem subvencionisanih cena električne energije proizvedene korišćenjem OIE, takozvani feed-in tariff (fid-in-tarifni) sistem. Ovaj sistem primenjen je u Danskoj, Nemačkoj i Španiji. Varijanta sistema sa propisivanjem kvote, odnosno maksimalne ukupne snage elektrana na bazi OIE za koju država daje subvencije, pokazala se kao nepovoljna. EKOENERGO INŽENJERING 22

36 Prostorno planiranje suštinski utiče na obim korišćenja OIE i na brzinu razvoja ove oblasti. Uspešnom korišćenju OIE doprinose 4 faktora: 1. dobro projektovan mehanizam plaćanja proizvedene energije 2. pristup prenosnoj i distributibnoj mreži i razvoj mreže 3. jednostavna i dobro definisana administrativna procedura izdavanja dozvola 4. podrška i prihvatanje od strane javnosti Način prostornog planiranja je izuzetno važan za uspešno korišćenje energije vetra. Konflikt interesa najizraženiji je u ovoj oblasti. Korišćenje energije vetra ima veoma pozitivan globalni efekat na životnu sredinu. Neki negativni efekti dolaze do izražaja na lokalnom nivou, kao što su buka, svetlosna refleksija, uticaj na telekomunikacije, uticaj na ptice i slepe miševe i vizuelni uticaj na pejzaž. Kao negativna politika u ovoj oblasti pokazalo se planiranje koje počinje od nacionalnog nivoa, preko regionalnog do lokalnog nivoa. Ovakav način planiranja znatno je usporio razvoj ili napravio barijeru za korišćenje energije vetra u zemljama gde je primenjen. Metod okruglog stola na nivou opština je jedna od najefikasnijih metoda planiranja područja pogodnih za izgradnju vetroelektrana. Početni uslov je da postoji povoljan vetar i opredeljenost za izgradnju vetrenjača, a potrebno je doneti odluku gde i kada započeti izgradnju. Formira se radna grupa od predstavnika vlasti, udruženja, stručnjaka za razne oblasti i predstavnika drugih zainteresovanih strana. Radna grupa radi do usaglašavanja predloga Praktična politika i propisi u Srbiji Mogućnost korišćenja OIE u Srbiji zasniva se na primeni Zakona o energetici, na primeni grupe zakona o zaštiti životne sredine i na Zakonu o planiranju i izgradnju. Zakon o energetici proizvodnju energije iz obnovljivih izvora energije definiše kao povlašćenu, predviđa obavezu preuzimanja ove energije, uvodi izvesne povlastice i predviđa mogućnost izvoza enegije proizvedene iz OIE. Set zakona iz oblasti zaštite životne sredine predviđa izradu procene uticaja planova i projekata na životnu sredinu uz obavezno mišljenje Zavoda za zaštitu prirode. Uređaji za korišćenje snage vetra u cilju proizvodnje energije (farme vetrogeneratora) ukupne snage preko 10 MW nalaze se na listi II projekata za koje se može zahtevati procena uticaja na životnu sredinu. Zakon o planiranju i izgradnji uvodi niz novina koje se odnose na objekte OIE. Vetrenjače je moguće graditi na poljoprivrednom zemljištu u privatnoj svojini uz rešeno pitanje vlasništva ili zakupa, ovi objekti predstavljaju izuzetak od opštih pravila za formiranje građevinske parcele, kao osnov za izdavanje lokacijske dozvole dovoljan je samo prostorni plan, za objekte snage manje od 10 MW nadležne su opštine bez obzira na visinu objekta itd. Uopšteno gledano, navedeni propisi podstiču izgradnju pojedinačnih vetrenjača i vetroparkova. Korišćenje OIE podržano je i u Strategiji razvoja energetike Srbije. Srbija je potpisala Kjoto protokol, podržala odluke skupa u Kopenhagenu i pristupila je energetskoj zajednici Jugoistočne Evrope, što pospešuje razvoj vetroenergetike Zaključak Električna energija dobijena iz vetra svakako je najčistiji oblik energije. Loša strana ovog prirodnog resursa je ta što intezitet duvanja vetra nije konstantan. Iako su od godine do danas napravljeni veliki pomaci u vezi sa iskorišćavanjem ovog oblika energije, ipak se mora reći da je koriste one zemlje čiji se resursi vetra istraženi i što je najvažnije, one zemlje koje imaju finansijskih mogućnosti za takva ulaganja. Energija vetra koristila se i ranije (vetrenjače), ali tek sada se ozbiljnije prišlo iskorišćavanju ovog EKOENERGO INŽENJERING 23

37 obnovljivog prirodnog resursa. Savremeni verogeneratori dostižu snagu od 5 MW i više, a po ekonomičnosti su izjednačeni sa klasičnim izvorima energije. Konkurentnost im se značajno povećava pogotovo kada se u poređenja uvrsti uticaj na životnu okolinu. U narednom periodu može se očekivati da će energija vetra kao najznačajniji obnovljiv izvor zauzeti značajno mesto u ukupnom svetskom energetskom bilansu. Za Srbiju je primena obnovljivih izvora energije primarni cilj oko koga treba da se okupe stratezi energetskog razvoja, političari i stručnjaci. Oblasti gde bi mogli da nađu svoju primenu su mali sistemi koji bi uglavnom mogli služiti za napajanje u udaljenim oblastima gde nije isplativo izgraditi mrežu. Pri sadašnjem konstantnom deficitu električne energije najbrži put u praćenju potrošnje energije je štednja i gradnja postrojenja za eksploataciju obnovljivih izvora energije 2.6. Vetroenergetski potencijal opštine Doljevac Uvod Nišavski okrug se nalazi u jugoistočnom delu Republike Srbije. Obuhvata teritoriju grada Niša sa 5 gradskih opština, Opštine Aleksinac, Gadžin Han, Doljevac, Merošina, Ražanj i Svrljig. Po veličini je drugi u Republici Srbiji, sa teritorijom od kvadratnih kilometara i stanovnika (prema popisu od godine) i predstavlja drugi okrug u Srbiji po veličini. Slika 2-12: Nišavski okrug Područje opštine Doljevac, nalazi se u jugoistočnom delu Srbije na severu Leskovačke kotline zahvatajući severne, zapadne i južne obronke Selečevice. Opština Doljevac prostire se na plodnoj aluvijalnoj ravni Južne Morave i donjih tokova Toplice, Jugbogdanovačke i Puste reke. Ovaj prostor je ujedno i najniži deo Leskovačke kotline, gde su nadmorske visine između 188 m (kota isteka J. Morave sa teritorije Opštine) i 805 m (vrh Crno Jezero). EKOENERGO INŽENJERING 24

38 Reljef karakteriše kombinacija brdsko-planinskog u središnjem i istočnom delu i ravničarskog u ostalim delovima opštine. Administrativno, zajedno sa opštinama Aleksinac, Svrljig, Ražanj, Merošina i Gadzin Han i područjem grada Niša pripada Nišavskom okrugu. Opština Doljevac, sa površinom od 121 km 2 i stanovnika, po popisu 2002 godine je jedna od šest opština na području Nišavskog okruga. Po veličini teritorije je na poslednjem, a po broju poljoprivrednih površina i gustini naseljenosti na drugom mestu u okrugu. Teritorija opštine Doljevac zahvata centralni deo kompozitne doline Južne Morave, krajnji severni deo Leskovačke i manji, južni deo Niške, kotline koje su povezane Korvingradskom klisurom. Ona preko niskih prevoja spaja sa susednim kotlinama. Tako na istoku preko Barbeške doline i Grkinjske presedline spaja Leskovačku kotlinu sa Zaplanjem. Kotlina Južne Morave se duž rečnih tokova Veternice, Jablanice, Puste reke i Toplice duboko uvlači ka zapadu što čini prirodnu vezu sa Kosovom i Metohijom i Zapadnom Srbijom. Nalazi se na raskrsnici balkanskih i evropskih puteva koji povezuju Evropu sa Bliskim istokom i od davnina važi za kapiju Istoka i Zapada. Kao saobraćajni čvor evropskih putnih i železničkih pravaca, sa međunarodnim aerodromom u Nišu, koji se nalazi u severnoj zoni grada Niša sa odličnim tehničkim i meteorološkim uslovima za obavljanje putničkog i robnog vazdušnog saobraćaja, lako je dostupan iz svih pravaca. Slika 2-13: Položaj infrastrukturnih sistema na teritoriji Opštine Doljevac EKOENERGO INŽENJERING 25

39 Opština Doljevac je dobro povezana sa okruženjem, odnosno raspolaže sa dobrim transregionalnim vezama. Opštinu presecaju multimodalni koridori međunarodnih saobraćajnih infrastrukturnih sistema. Preko teritorije doljevačke opštine void glavna balkanska komunikacija uzdužna Moravsko Vardarska železničko drumska magistrala. Od Doljevca se odvaja i zapadni magistralni pravac Doljevac - Prokuplje - Kuršumlija - Priština - Peć od koga se ostvaruje i veza za regionalni pravac Beloljin - Blace - Kruševac. Na istoku preko Barbeške doline Doljevac je povezan asfaltnom saobraćajnicom sa Gadžin Hanom, Babušnicom, Pirotom i Crnom Travom. Ove saobraćajnice povezuju Južno moravsku dolinu sa kotlinama Kosova i Metohije, odnosno župom Rasine, Kopaonikom i Kruševačkim krajem na zapadu, kao i Zaplanjem, Lužnicom, Vlasinom i Gornjim Ponišavljem na istoku. Ovakav geografsko saobraćajni položaj je uticao da Doljevac od Godine preraste u administrativno upravni centar od kada sve više preuzima ulogu trgovačkog, kulturnog, zdravstvenog obrazovnog, a zadnjih godina i industrijskog centra Opštine Izbor lokacije Izbor lokacije za postavljanje vetroagregata je najvažnija faza pri planiranju izgradnje vetroelektrane. Najbitniji parametar pri analizi pogodnosti lokacije za postavljanje vetroagregata je brzina vetra. Najpogodnije su lokacije koje imaju izražen dominantan pravac brzine vetra (ruža vetrova je spljoštena). Vetroelektrane ne proizvode električnu energiju kada je brzina vetra ispod nekog nivoa, uobičajeno 2-3 m/s ili u slučaju ekstremnih vetrova s brzinama iznad m/s kada se isključuju kako se ne bi oštetila oprema. Pri odabiru lokacije treba uzeti u obzir i prednosti i mane vetra kao energenta. Prednosti: vetar je slobodan i obnovljiv izvor i farme vetrogeneratora ne troše nikakvo gorivo, pri proizvodnji struje, vetrogeneratorima nema nikakvih otpadaka, niti se stvaraju gasovi staklene bašte, zauzete površine ovim uređajima mogu se normalno koristiti u poljoprivredi, vetroenergetske farme predstavljaju i turističku atrakciju, vetrogeneratori su dobar način da se od mreže udaljeni potrošači snabdevaju električnom energijom. Mane: vetar je neujednačen i nema ga uvek pa tada vetrogeneratori ili ne rade ili daju manju snagu, najpogodnija mesta su obično na obalama mora i reka ili u planinama, pa je u prvom slučaju zakup zemlje skup, a u drugom je povećano ulaganje u izgradnju. Ima ljudi koji smatraju da pokrivanje terena vetrenjačama narušava izgled predela, mogu da predstavljaju opasnost za ptice, posebno ako su podignuti na pravcima njihovih seoba, rad vetrogeneratora može da ometa prijem televizijskog signala, vetrogeneratori proizvode stalan, slab i neprijatan šum. EKOENERGO INŽENJERING 26

40 Slika 2-14: Dijagram ruže vetrova za Opštinu Doljevac U sledećoj tabeli su date vrednosti za raspoložive serije razmatranih meteoroloških parametara. Tabela 2-1: Pregled čestine u promilima i brzine vetra u m/s (meteorološka stanica Niš) N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW C čestine brzine 1,7 2,3 2,7 2,6 2,2 1,8 1,6 2,3 2,8 2,2 2 1,4 1,5 2 3,1 2,7 EKOENERGO INŽENJERING 27

41 Izloženost lokacije Izloženost lokacije treba da je takva da omogućava protok vetra u svim pravcima lokacija ne bi trebalo da ima drveće, kuće ili bilo kakvu drugu prepreku koja bi mogla da utiče na snagu vetra. Slika 2-15: Izgled mernog stuba Slika 2-16: Merno-akvizicioni sistem za određivanje vetroenergetskog potencijala EKOENERGO INŽENJERING 28

42 Za određivanje potencijalnih lokacija za izgradnju vetrogeneratorskog polja potrebno je izvršiti merenja najmanje dužine trajanja godinu dana na mernom stubu. Merni stub visine 50 m košta nešto manje od Opremljen je sa 4 kalibrisana merače brzine vetra, od kojih se dva postavljaju na vrhu, jedan na 40 m, a jedan na 30 m. Za tri pokazivača pravca vetra, senzor relativne vlažnosti, temperaturni senzor, uređaj za prikupljanje, primarnu obradu i skladištenje podataka, potrebne elektične i kablove za zatezanje stuba treba izdvojiti još toliko. Znači, za opremanje jednog mernog mesta treba uložiti nešto manje od , ne računajući troškove transporta i postavljanja stuba Mogućnost izgradnje VE na lokaciji Mogućnost izgradnje određene vetroelektrane na datoj lokaciji zavisi od topografije, nagiba terena, veličine prostora, vrste rastinja i dr. Korišćenje vetra kao alternativnog izvora energije uslovljeno je pre svega snagom vetra u području obuhvaćenom granicama Plana, ali i lokaciji i ekonomskoj isplativosti transporta te energije do potrošača. Količina energije u najvećoj meri zavisi od brzine vetra, ali i od gustine vazduha i nadmorske visine. Koeficijent korisnog dejstva kod vetrogeneratora (vetroturbina), izraženo u procentima, iznosi maksimalno 60% Blizina elektro mreže (dalekovodi), trafostanice i mogućnost priključivanja na elektro-energetski sistem Na osnovu podataka o blizini elektro mreže (dalekovodi), trafostanice i mogućnosti priključivanja na elektro-energetski sistem može se utvrditi potreba izgradnje nove infrastrukture, što bi dodatno opteretilo investiciju. Na slici prikazan je prenosni elektroenergetski sistem Srbije u godini sa postojećom visokonaponskom prenosnom mrežom na 400 kv i 220 kv naponskim nivoima. Za postojeće dalekovode, za koje se planom predviđa izmeštanje, do njihovog faktičkog izmeštanja, ostaju na snazi utvrđene mere zaštite. Trase novih, kao i rekonstrukcija postojećih dalekovoda rešiće se posebnom urbanističkom i tehničkom dokumentacijom. Lokacija novih i rekonstrukcija postojećih trafostanica rešiće se posebnom urbanističkom i tehničkom dokumentacijom. Planska rešenja za nemanu i korišćenje prostora u zoni postojećih dalekovoda, za koje se planom predviđa izmeštanje, ne mogu se primenjivati do obezbeđenja njihovog izmeštanja. Za postavljanje kablovskih vodova uslovi se utvrđuju posebnom detaljnom razradom. Trase postojećih kablovskih vodova se zadržavaju. Eventualno izmeštanje kablovskih vodova, u slučajevima kada ugrožavaju planiranu izgradnju, vrši se prema uslovima konkretne detaljne razrade. Za izgradnju trafostanica neposredne lokacije i veličina parcela utvrđuju se konkretnom detaljnom razradom. Okvirna veličina kompleksa za trafostanicu 110/35/10 kv "Doljevac" iznosi oko 50,0 х 80,0 metara. EKOENERGO INŽENJERING 29

43 Slika 2-17: Prenosni elektroenergetski sistem Srbije Kvalitet pristupnih puteva i tla Kriterijum pokazuje da li je moguće transportovati opremu za vetroelektranu postojećim putevima (širina, statika saobraćajnica i dr.). U slučaju da postoji nepovezanost lokacije sa postojećim lokalnim saobraćajnicama, potrebno je izgraditi prilazni put, što će doprineti jačanju i poboljšanju infrastrukturnog sistema opštine. Specifičnost transporta opreme za vetroelektranu ogleda se u potrebi za obezbeđenje putne mreže do lokacije farme vetrenjača odnosno vetrogeneratora, uz maksimalno korišćenje postojeće putne mreže. Dužina i gustina putne mreže skoro su dvostruko veće od proseka za Republiku. Obim saobraćaja na magistralnim putevima je poslednjih nekoliko godina u stalnom porastu naročito na deonicama ka gradu. Opština Doljevac je dobro povezana sa okruženjem, odnosno raspolaže sa dobrim transregionalnim vezama. Opštinu presecaju multimodalni koridori međunarodnih saobraćajnih i infrastrukturnih sistema. Preko teritorije doljevačke opštine vodi glavna balkanska komunikacija uzdužna Moravsko vardarska železničko drumska magistrala. EKOENERGO INŽENJERING 30

44 Najznačajniji je pravac koridor 10, to jest auto-put Е-75 Budimpešta Novi Sad Beograd - Niš Skoplje Solun - Atina, koji prolazi kroz opštinu Doljevac. Ovaj putni pravac je svakako najznačajniji zato što povezuje opštinu Doljevac sa zapadnom Evropom (gde su najveci emitivni centri), i južnim Mediteranom (gde su najveći receptivni centri). Pored autoputa Е-75 značajnu ulogu imaju i putevi: deo starog autoputa koji prolazi kroz opštinu, magistralni put Niš - Doljevac Leskovac Vranje i regionalni put Niš Doljevac Prokuplje - Kuršumlija (ovom saobraćajnicom opština je povezana sa Kosovo mi Metohijom i planinom Kopaonik i dalje prema Jadranskom moru). Od lokalnih puteva značajniju ulogu ima put Niš Orljane - Prokuplje. Ukupna dužina saobraćajne mreže u opštini je 91 km. Uloga železničkog saobraćaja je znatno manja u odnosu na drumski saobraćaj, najvažnija pruga je na koridoru 10 Beograd Solun. Stubovi, turbine i prateća oprema će se prevoziti posebnim kamionima koji su u stanju da izvrše ekstremna opterećenja. Slika 2-18: Transport opreme za VE Potrebno je pažljivo planiranje transporta. Putna mreža mora da zadovolji neke specifične uslove: - Dužina vučnog voza max.51m - Težina tereta max. 130t - Nagib puta do max.14% - Nosivost puta po osovini 15t - Blizina plovnog puta je velika prednost Seizmološki aspekti Seizmološki aspekti izabrane lokacije cu ocenjivani primenom dugoročne prognoze (karakter trusnih oblasti, ciklusi ponavljanja zemljotresa, veličina magnituda, maksimalni dogođeni intenziteti, kao i putem seizmičkih kartata seizmoaktivnih zona (max intenzitet potresa) i karata povratnih perioda. Seizmološka karta, inače najpouzdanija dugoročna prognoza pojave seizmičkih potresa, pojavljuje sa kao osnovna baza podataka za ocenu seizmološkog aspekta izabrane lokacije. Prema nekadašnjoj, staroj karti, cela Srbija se nalazila u zoni osmog i devetog stepena. Prema novoj seizmološkoj karti završenoj krajem 2010.godine, izrađenoj po najvišim evropskim standardima, određena područja (Vojvodina, Istočna Srbija) imaju niži očekivani intenzitet potresa (opao sa osam stepeni na sedam, pa čak i šest). Srbija nije prostor visoke seizmičke aktivnosti ali se u njoj dešavaju zemljotresi čija magnituda dostiže 5.8 jedinica Rihterove skale. Po svojoj energiji ovakvi zemljotresi mogu biti i rušilački. Od velikog svilajnačkog potresa godine do danas, u Srbiji se dogodio veliki broj zemljotresa, a najjači od njih bili EKOENERGO INŽENJERING 31

45 su Vitina 1921., Lazarevac 1922, Kruševac 1972., Kopaonik i Mionica 1998., 1999., Trstenik 2000., Gnjilane Ovi zemljotresi svojim položajem markiraju najznačajnije žarište zone u prostoru Srbije. Glavne udare su pratile kopaonička žarišna zona. U njoj su se izrazito jaki naknadni udari dešavali i pet godina posle glavnog udara. Najjačih šest zemljotresa koji su se dogodili u 20. i 21. veku na teritoriji Srbije su: - Uroševac godine, jačina 5,7 jedinica po Rihterovoj skali - Lazarevac godine, jačine 6,1 jedinica po Rihterovoj skali - Rudnik godine, jačine 6,0 jedinica po Rihterovoj skali - Kopaonik 1980.godine, jačine 5,8 jedinica po Rihterovoj skali - Mionica godine, jačine 5,7 jedinica po Rihterovoj skali - Kraljevo godine, jačina 5,4 jedinica po Rihterovoj skali Slika 2-19: Seizmološka karta Srbije Uzimajući u obzir visinu i namenu objekta VE, neophodno je nepobitno utvrditi stepen seizmičnosti na predmetnoj lokaciji i proračune uraditi u skladu sa Pravilnikom o tehničkim normativima za izgradnju objekata visokogradnje u seizmičkim područjima na osnovu seizmoloških podloga Plansko prostorni osnov i pravo nad zemljištem Prostorni plan obuhvata područje opštine Doljevac sa 16 naselja i 16 katastarskih opština. Ukupna površina područja Prostornog plana iznosi 121 km 2. Opština Doljevac je mala opština na jugu Srbije, u sklopu nišavskog okruga i po površini je na poslednjem mestu u okrugu sa 4% teritorije. Prema popisu iz godine na području Prostornog plana živelo je становика. Granicu područja Prostornog plana definišu granice celih katastarskih opština koje ulaze u sastav administrativnog područja opštine Doljevac. Dobijeni podaci o čestinama i brzinama vetrova ne idu u prilog razmišljanjima o eksploataciji ovog vida energije u većem obimu. Moguće je korišćenje u manjem obimu, na za to povoljnim lokacijama. One će se odrediti nakon niza merenja, aktivnosti i analiza. EKOENERGO INŽENJERING 32

46 2.7. Uticaj na životnu sredinu Energetika je jedan od najvećih globalnih zagađivača, gledano kroz emisiju zagađujućih materija i otpada koji se stvara kao posledica proizvodnje. Štetni uticaji naživotnu sredinu od proizvodnje električne energije, mogu se podeliti na tri grupe: emisija štetnih gasova (bez emisije CO2) emisija CO2 otpad koji nastaje u procesu proizvodnje (radioaktivni, pepeo, gips, ulja) Narastanje brige o zaštiti životne sredine, postaje svetski pokret. Rezultat delovanja ogleda se konkretnim aktivnostima na globalnom nivou: borba protiv zagađenja, borba protiv globalnog zagrevanja i klimatskih promena, borba za racionalnije korišćenje resursa. U skladu sa pozitivnom regulativom na celom području Prostornog plana, zabranjuje se izgradnja objekata koji bi svojim postojanjem ili upotrebom neposredno ili na drugi način ugrožavali ugrožavali životnu sredinu, odnosno život, zdravlje i rad ljudi u naseljima. Zabranjuje se uređivanje i korišćenje zemljišta koje bi moglo imati štetne posledice na život, zdravlje i rad ljudi, odnosno štetne posledice na okruženje. Projekat (objekat) vetroelektrana je predmet procesa procene uticaja na životnu sredinu kako bi se pažljivo razmotrili potencijalni efekti na neposredno okruženje (uključujudi floru i faunu) pre nego što se dozvoli izgradnja objekta. U mnogim slučajevima uticaji mogu da se izbegnu ili umanje prilagođavanjem lokacije celog objekta (u fazi planiranja), broja vetroelektrana ili promenom mesta vetroturbina unutar raspoložive granice objekta. Ukupni uticaj vetroelektrana na prirodna staništa, ptice, slepe miševe i drugi biljni i životinjski svet zavisi od specifičnosti same lokacije. Uprkos ovom uticaju, čine se veliki napori da se izbegne postavljanje vetroelektrana u područjima migracionih puteva ptica ili slepih miševa (pravac migratornih kretanja ptica, IBA Important Bird Areas), Da bi se izbeglo potencijalno uznemiravanje okolnog stanovništva, lokalne vlasti bi trebalo da primene stroga pravila i osiguraju da se vetroelektrane postave na adekvatnoj udaljenosti od naselja. Pri izboru lokacije, projektanti moraju da uzmu u obzir potencijalni uticaj na predeo kao i vizuelni uticaj. Vetroelektrane kao objekti za proizvodnju električne energije, potencijalno mogu da utiču na prirodno i urbano okruženje. Pri projektovanju objekata VE predviđene su mere da se izbegnu/smanje negativni uticaji na životnu sredinu Uticaj tokom pripreme i građenja Uticaj na tlo Promene prilikom izgradnje ogledaju se se na fizičkom uklanjanju tla s kamene podloge na mestima gradnje, njegovom odlaganju na priručnim skladištima tokom gradnje i vraćanju na privremeno korišćene lokacije nakon gradnje u postupku sanacije gradilišta i rekultivacije prostora U cilju zaštite tla, uklanjanje tla na travnatim površinama sme se sprovesti samo u strogo dopuštenim gabaritima u skladu sa izdatim dozvolama koje sadrže uslove zaštite prirode. Prilikom izvođenja zemljanih radova treba odvojiti humusni sloj tla, posebno ga deponovati, zaštiti od zagađenja i po završetku radova upotrebiti u svrhu uređenja okoline. Uklanjanje humusnog dela tla treba obaviti pre nego bilo koja teška oprema i vozila pređu preko tla, da se ne uništi granulometrijska struktura tla. Takovim postupanjem sa tlom omogućava se da se ono EKOENERGO INŽENJERING 33

47 iskoristi za sanaciju i rekultivaciju prostora unutar lokacije zahvata, nakon izvođenja građevinskih radova a prema izrađenom projektu. Uticaj na tlo može se javiti i tokom postavljanja vetroagregata odnosno usled mogućeg neprimerenog smeštaja goriva i maziva Uticaj na vazduh Tokom izgradnje vetroelektrane do uticaja na vazduh može doći kao posledica ispuštanja zagađenih materija u vazduh iz građevinskih postrojenja i vozila koja su Zakonom o zaštiti vazduha definisana kao pokretni emisijski izvori Dovoljna udaljenost od naselja i stambenih objekata Potrebno je ispuniti uslov dovoljne udaljenosti od naselja i stambenih objekata kako bi se izbeglo povećanje intenziteta buke. Postoje dva izvora buke povezana sa radom vetroelektrane: aerodinamička buka koju izaziva elisa dok se kreće kroz vazduh i mehanička buka koju stvara rad mehaničkih elemenata u kućištu generator, multiplikator i drugi delovi pogona. Aerodinamička buka je u funkciji više međusobno zavisnih činilaca, među kojima su dizajn elise, rotaciona brzina, brzina vetra i turbulencija dolaznog vazduha koja može da proizvedi specifičan zvuk. Mehanička buka iz vetroelektrana je tonalne prirode. Na osnovu Pravilnika o dozvoljenom nivou buke u životnoj sredini, maksimalna dozvoljena granica buke10 je 35 db(a) noću i 40 db(a) danju izvan javnih objekata i 30dB(A) noću i 35dB(A) danju unutar javnih objekata. Područja u blizini elektrane na vetar gde je postojeći nivo buke manji od dozvoljenog, maksimalni porast od 5dB(A) iznad postojeće buke smatra se prihvatljivim u obezbeđivanju zaštite okolnog stanovništva. Ne postoje nikakvi specifični bezbednosni zahtevi vezani za redovan rad vetroelektrana. U smislu bezbednosti, nije neophodno razmatrati ograđivanje ili druge restrikcije. Ljudi ili životinje mogu bezbedno da se kreću do podnožja stubova vetroelektrana. Postoji mala mogućnost povrede ljudi ili životinja nastalih od letećih fragmenata leda ili od oštećene elise. Većina elisa su kompozitne strukture bez zavrtnja ili odvojenih komponenti što dovodi do minimalizovanja opasnosti. Nije verovatno da će stvaranje leda na elisi predstavljati problem. Većina vetroelektrana opremljena je anti-vibracionim senzorima, koji će detektovati svaku neravnotežu nastalu zaleđivanjem elise. Ovi senzori će obezbeđivati da vetroelektrana ne počinje sa radom pre nego što je led uklonjen sa elise. U okviru sagledavanja ukupnog uticaja MHE na životnu sredinu konstatovani su i ne mali pozitivni efekti Zaključak U Srbiji su povoljni meteorološki uslovi za eksploataciju malih sistema za konverziju energije vetra u električnu energiju za potrebe domaćinstava i male privrede. U Srbiji se nalaze brojni lokaliteti u kojima se javlja lokalna atmosferska cirkulacija. Budući korisnik treba da se upozna sa nastankom i razvojem lokalnog vetra, planinsko-dolinskog vetra i da sa meteorologom učestvuje u izboru mesta za postavljanje vetrogeneratora. Takođe, potrebno je upoznati se sa nepovoljnim meteorološkim uslovima i rizicima u toku eksploatacije vetrogeneratora u njegovom lokalitetu. EKOENERGO INŽENJERING 34

48 Postoji više metoda za procenu tehničkog potencijala vetra jedne teritorije. najpoznatiji i najcitiraniji radovi u svetskoj literaturi su na osnovu primenjenih kriterijuma do izvesne mere kontradiktorni. Svi oni podrazumevaju sledeće faze: - određivanje karakteristika vetra - bilansiranje površina sa određenim karakteristikama vetra - redukovanje površina u funkciji karakteristika zemljišta, putne mreže, prenosne mreže, itd. - utvrđivanje tehničkog potencijala vetra. Sa aspekta mogućnosti izgradnje vetro-parka (farme vetrenjača) potrebno je posvetiti pažnju detaljnijoj analizi potencijala energije vetra za opštinu Doljevac. Posebno se treba usmeriti ka edukaciji stanovništva i promovisanju prednosti korišćenja energije vetra i vetrogeneratora. U zavisnosti od lokacije, značajno je odlučiti se za prihvatljiviju opciju između pojedinačnih vetrogeneratora koju imaju nižu nabavnu cenu, prihvatljiva ulaganja za postavljanje, rad i održavanje. EKOENERGO INŽENJERING 35

49 3. Solarna energija Ova analiza ima za cilj da ukaže na potrebu ozbiljnijeg razmatranja slabo iskorišćenih kapaciteta za korišćenje solarne energije u Srbiji, sa posebnim osvrtom na opštinu Doljevac, kao i da predloži metode i potrebna sredstva za rešavanje ovog problema. Kapacitet sunčeve energije na Zemlji je, po nekim procenama, oko puta veći od celokupne energije koju troši čovečanstvo danas. Snaga sunčevog zračenja koja dospeva na Zemlju iznosi oko TW, a celokupna svetska energetska potrošnja ima snagu od približno 13 TW. Energija zračenja Sunca koja dolazi do zemljine površine, dakle potencijalno iskoristivo zračenja Sunca, iznosi oko 1,9x10 8 TWh (190 miliona teravat časova) godišnje. Ta je energija oko 170 puta veća od energije ukupnih rezervi uglja u svetu i kada se uporedi sa energetskim potrebama čovečanstva, koje iznose 1,3x10 5 TWh (130 hiljada teravat časova) godišnje, dobija se podatak da je sunčeva energija koja stiže na površinu Zemlje u toku samo 6 časova dovoljna da zadovolji sve svetske potrebe na godišnjem nivou. Oko 37% svetske energetske potražnje zadovoljava se proizvodnjom električne energije koja je u toku godine iznosila oko TWh. Usvajanjem Uredbe o merama podsticaja za proizvodnju energije korišćenjem obnovljivih izvora energije, odlukom Vlade Republike Srbije, krajem godine, stekli su se preduslovi da se započne sa intenzivnijim korišćenjem transformisane sunčeve energije u domaćinstvima i privredi Srbije, a samim tim i na teritoriji opštine Doljevac. Korišćenje obnovljivih izvora energije i u okviru njih - sunčeve energije, doprinosi efikasnijem korišćenju sopstvenih potencijala u proizvodnji energije, smanjenju emisija "gasova staklene bašte", smanjenju uvoza fosilnih goriva, razvoju lokalne industrije i otvaranju novih radnih mesta. U geografskim uslovima opštine Doljevac energija koja dospeva na horizontalnu ravan od 1m 2 dostiže vrednost od oko 1500 kwh/god. To je jednako količini toplotne energije, koju je moguće dobiti sagorevanjem približno 180 m 3 zemnog gasa Uvod Solarna energija je energija sunčevog zračenja. Sa gledišta energetike, sunčeva energija predstavlja resurs koji je na raspolaganju za korišćenje i supstituciju značajnih količina konvencionalnih energetskih oblika. Njeno ograničeno korišćenje je uzrokovano tehnološkim i ekonomskim problemima. To je ogroman energetski izvor kojim se mogu zadovoljiti energetske potrebe za veoma dugo vreme. Ekološki gledano to je čista energija čije energetske tehnologije u primeni ne zagađuju životnu sredinu. Ona predstavlja resurs sa kojim raspolaže svaka država bez uvozne zavisnosti. Posebno je značajno što se postrojenja za korišćenje sunčeve energije mogu graditi u neposrednoj blizini potrošača - bez značajnijih ulaganja u infrastrukturu. Sunčeva energija se tehničkim sredstvima jednostavno transformiše direktno u toplotu i direktno ili indirektno u električnu energiju, čime je omogućena brza primena u svim energetskim procesima. Korišćenje sunčeve energije u svim segmentima energetske potrošnje danas je u značajnom porastu u mnogim zemljama sveta. Solarna energija se može iskoristiti na dva načina. Prvi sistem je preko solarnih kolektora, koji se koriste za grejanje vode ili vazduha izlaganjem suncu. Ovakvi sistemi se koriste za grejanje sanitarne vode ili za grejanje vazduha koji se koristi za zagrevanje ili hlađenje prostorija, za zagrevanje staklenika i plastenika, kao i sušenje poljoprivrednih proizvoda. U industriji se može koristiti za zagrevanje vode ili drugih fluida u industrijskim procesima, kao i za destilaciju vode za potrebe industrije. Takođe, moguće je EKOENERGO INŽENJERING 36

50 pravljenje solarnih elektrana koje radi na principu toplotnog kolektora. Ovakve elektrane bi bile priključene na elektroenergetski sistem. Drugi način je korišćenje fotonaponskih ploča, kod kojih se koristi fotonaponska konverzija i koje se koriste za dobijanje struje direktno iz sunčeve energije. Velika prednost ovih sistema je što su modularni, mogu se postaviti na krovove i fasade objekata, kako stare, tako i novoizgrađene. Tako se smanjuje potrošnja električne energije iz elektroenergetske mreže Princip rada postrojenja Kao što je gore navedeno, solarnu energiju je moguće iskoristiti u osnovi na dva načina: konverzijom solarne energije u toplotu i fotonaponskom konverzijom direktno u električnu energiju. Kod sistema kod kojih se energija Sunca pretvara u toplotu, neophodno je da se napravi odgovarajući prijemnik, koji se drugačije naziva koloektor. Kolektori su površine na kojima se odvija prijem i konverzija sunčevog zračenja u toplotnu i u tom fizičkom procesu dolazi do apsorpcije zračenja u materijalu od koga je napravljen kolektor. Apsorbovana energija se pretvara u kinetičku energiju elektrona, koja se manifestuje zagrevanjem materijala. Kolektori se pojavljuju u dve osnovne varijante: pločasti ili ravni cevni, vakuumski ili s vakuumskim cevima. Ravni - pločasti kolektori odlikuju se vrlo visokim koeficijentom apsorbcije Sunčevog zračenja zahvaljujući visokokvalitetnom selektivnom apsorberu što rezultuje visokim stepenom iskorišćenosti. Tokom mirovanja sistema u kolektoru se mogu postići vrlo visoke temperature i do 100 ºC. Mogu se ugrađivati na kose ili ravne krovove s podkonstrukcijom. Najčešće se koriste jer su im cene prihvatljive. Slika 3-1: Izgled pločastog kolektora Cevni ili vakuumski kolektori imaju vakuumirane cevi čime su im toplotni gubici prema okolini svedeni na minimum. Efikasniji su od ravnih pločastih kolektora. Poređenja radi, kod sistema za pripremu tople potrošne vode efikasniji su za %, a kod sistema gde se traže visoke temperature vode (apsorbcijsko hlađenje) i do 50 %. Za razliku od ravnih pločastih kolektora mogu se koristiti na potpuno EKOENERGO INŽENJERING 37

51 ravnim ili okomitim površinama (fasada) zahvaljujući okretnim cevima. Svaka cev, a time i apsorber koji se nalazi u njoj može se zaokrenuti oko svoje ose maksimum za 25 stepeni. Slika 3-2: Princip rada vakuumskog kolektora Navedena prednost može se iskoristiti kod montaže kolektora na krovove s nepovoljnim nagibom. U odnosu na ravne pločaste kolektore kvalitetnije apsorbuju takozvano difuziono zračenje Sunca. Tokom mirovanja sistema u kolektoru se mogu postići temperature i do 200 stepeni. Nešto su više cene ali zbog fleksibilnosti različitim načinima montaže često puta su jedini izbor. Kod dobro dimenzioniranog sistema radna temperatura kolektora (dok solarna pumpa radi) je svega 5-20 C veća od trenutne temperature vode u toplotnom bojleru i skoro nikada ne prelazi 100 C. Slika 3-3: Izgled sistema vakuumskog kolektora Pored sistema kolektora koji greju vodu, bilo kao zagrevanje sanitarne vode ili za grejanje prostora, postoje i sistemi koji direktno greju vazduh za zagrevanje prostora. Ovi sistemi su pogodni za velike prostore, kao što su, na primer, sportske hale, industrijske i skladišne hale, javne zgrade, poslovne zgrade, hale bazena, škole i sl. EKOENERGO INŽENJERING 38

52 Slika 3-4: Shema i princip sistema sa kolektorom za zagrevanje vazduha Fotonaponski sistemi se sastoje od modula, a oni su izrađeni od solarnih ćelija. Fotonaponski sistemi su modularni tako da se njihova snaga može projektovati za praktično bilo koju primenu. Štaviše, dodatni delovi kojima se povećava izlazna snaga lako se prilagođavaju postojećim fotonaponskim sistemima, što nije slučaj sa konvencionalnim izvorima električne energije kao što su termoelektrane i nuklearne elektrane čija ekonomska isplativost i izvodljivost zahteva multimegavatne instalacije. Fotonaponski moduli sadrže određen broj redno ili paralelno povezanih fotonaponskih ćelija kako bi se dobili željeni napon, odnosno struja. Solarne ćelije su laminirane između dva zaštitna sloja. S jedne strane je specijalno kaljeno staklo sa niskim sadržajem gvožđa, a sa druge zaštitni plastični materijal Tedlar ili još jedan sloj stakla. U tipičnom solarnom modulu solarne ćelije su integrisane i laminirane pomoću laminirajuće plastike (EVA). Tako laminiran fotonaponski modul je zaštićen od neželjenih uticaja sredine, a u cilju produženja radnog veka. Tipični garantni rok proizvođača na fotonaponske module je 25 godina. Fotonaponski paneli sadrže jedan ili više modula koji se mogu koristiti pojedinačno ili u grupama u cilju formiranja modularnih sistema, zajedno sa potpornim strukturama i drugim neophodnim komponentama. Sistemi se mogu fiksirati u određenom položaju prema Suncu, ili se mehaničkim putem mogu kontinualno prilagođavati pravcu sunčevih zraka (pokretni prateći sistemi). Slika 3-5: Princip rada fotonaponske ćelije EKOENERGO INŽENJERING 39

53 Slika 3-6: Izgled fotonaponske ćelije Standardne komponente fotonaponskih sistema su fotonaponski moduli, kontroleri i regulatori punjenja baterija, akumulatori ili baterije, kablovi i montažni sistemi, kao i pretvarači jednosmerne u naizmeničnu struju invertori (autonomni i mrežni). Jednosmerna struja proizvedena u solarnoj ćeliji ili modulu se putem kabla odvodi do kontrolera. Osnovna funkcija kontrolera je da spreči prekomerno punjenje akumulatora, ali ima i neke druge uloge u zavisnosti od specifičnih primena. Ukoliko akumulator nije potpuno napunjen, struja može slobodno da ide ka akumulatoru, gde se energija skladišti za kasniju upotrebu. Ukoliko sistem treba da pokreće uređaje koji rade na naizmeničnu struju, deo fotonaponskog sistema će biti i invertori koji pretvaraju jednosmernu u naizmeničnu struju. Ukoliko je fotonaponski sistem vezan na elektrodistributivnu mrežu, koriste se takozvani specijalni mrežni invertori koji omogućavaju sinhronizaciju fotonaponskog sistema sa mrežom i vraćanje električne energije nazad u mrežu. Tom prilikom mreža predstavlja medijum za skladištenje električne energije umesto akumulatora. To predstavlja najrasprostranjeniju primenu fotonaponskih sistema u razvijenim zemljama danas. Višak energije koji se generiše u autonomnim fotonaponskim sistemima u toku sunčanih perioda sakuplja se u akumulatorima, a neke nezavisne operacije, kao što je na primer direktno pumpanje vode ili pokretanje drugih motora, ne zahtevaju korišćenje akumulatora. Voda se pumpa kada sija Sunce i direktno se skladišti u rezervoar koji se nalazi na višem nivou za kasnije ispumpavanje putem dejstva gravitacije. Drugi fotonaponski sistemi pretvaraju jednosmernu u naizmeničnu struju i višak električne struje ubrizgavaju u distributivnu električnu mrežu, dok iz mreže uzimaju energiju u toku noći, kada nema sunčeve svetlosti. Ovo je primer rada fotonaponskih sistema povezanih sa distributivnom mrežom. Tri tipične konfiguracije fotonaponskih sistema su autonomni sistem, sistem povezan za distributivnu mrežu i hibridni. Autonomni i hibridni sistemi se upotrebljavaju samostalno, dakle nisu povezani za elektrodistributivnu mrežu i često se koriste u fizički udaljenim oblastima. Fotonaponski sistemi povezani sa elektro-distributivnom mrežom predstavljaju jedan od načina da se izvrši decentralizacija električne mreže. Električna energija se ovim sistemima generiše bliže lokacijama na kojima postoji potražnja, dakle ne samo putem termoelektrana, nuklearnih elektrana ili velikih hidroelektrana. Tokom vremena ovi sistemi će smanjiti potrebu za povećanjem kapaciteta prenosnih i distributivnih vodova. Slika 3-6: Izgled kombinovanog sistema sa fotonaponskim ćelijama EKOENERGO INŽENJERING 40

54 3.3. Oblasti primene solarne energije Sunčeva energija pruža raznovrsne mogućnosti za primenu. Savremeni solarni sistemi omogućavaju iskorišćenje sunčeve energije tokom cele godine. Ovakvi sistemi mogu snabdeti do 35% svih potreba u severnoj i centralnoj Evropi, više od 50% južno od Alpa, a na jugu Evrope čak 70%. Istovremeno, znatno se smanjuje emisija štetnih gasova u atmosferu, što je argument više za korišćenje sunčeve energije. Sa gledišta praktičnog korišćenja sunčeve energije, važna je količina energije koja dospeva na neku površinu u toku dana. Ta količina zavisi od geografske širine, godišnjeg doba, orijentacije prijemne površine i meteoroloških uslova. Prva tri faktora su geometrijskog karaktera i postoje računski metodi njihovog tačnog određivanja. Međutim, meteorološki uslovi su promenljiv faktor i pouzdani se podaci mogu dobiti jedino dugogodišnjim merenjima. Za korišćenje sunčeve energije važni su i podaci o srednjoj dnevnoj sumi energije po mesecima, kao i podaci o prosečnim temperaturama za iste periode. Veliku ulogu u korišćenju sunčeve energije imaju i oblik, veličina zgrada, orijentacija, materijali koji se koriste i dr. Bitno je i okruženje, tj. da li ima zasenčenja od strane drugih zgrada i dr. Tendencija je da se u svetu solarna energija sve više primenjuje. To je razlog zašto je ovaj sektor energetike ima najveći razvoj, od svih energetskih sektora. Stalno se razvijaju nove tehnologije, da bi se energija Sunca što efikasnije iskoristila, uz smanjenje investicionih ulaganja. Najčešće primenjivana tehnologija za korišćenje sunčevog zračenja bazirana je na principu toplotnog dejstva sunčevog zračenja, pri čemu se energija sunčevog zračenja transformiše u toplotu na apsorberu prijemnika sunčeve energije (toplotni kolektori). Kod ovih tipova kolektora ostvaruje se stepen efikasnosti transforamcije dozračene sunčeve energije u korisno odvedenu toplotu od 35 do 55%. Solarni kolektori se dele na sisteme koji rade na niskim, srednjim i visokim temperaturama. Kolektori koji rade na niskim temperaturama se koriste uglavnom za grejanje bazena, mada se mogu koristiti i za grejanje prostora. Ovi kolektori mogu koristiti vodu ili vazduh kao medijum za prenos toplote do mesta na kome je potrebna. Sistemi koji rade na srednjim temperaturama koriste se za grejanje vode, sušenje, kao i za destilaciju vode u industrijskim procesima, kao i za vodu za piće u krajevima gde čista voda nije uobičajena. Slika 3-7: Vakuumski kolektor EKOENERGO INŽENJERING 41

55 Slika 3-8: Pločasti kolektor Solarni kolektori visoke temperature se mogu koristiti za solarne elektrane kojie koriste toplotnu energiju Sunca. Sa povećanjem temperature, do oko 600 C, mogu se koristiti standardne parne turbine, a već preko te vrednosti modu se koristiti gasne trubine. Parne turbine imaju efikasnost oko 41%, a gasne oko 50%. Međutim, postizanje ovako visokih temperatura je tehnološki komplikovano za ove sisteme. Da bi se postigle ovako visoke temperature, potrebno je napraviti sistem koji stvara visoku koncentraciju energije Sunčevog zračenja. To se postiže sistemima ogledala, koja usmeravaju svetlost na radni fluid. Kao radni fluid uobičajeno je da se koristi sintetičko ulje, rastopljena so ili para pod pritiskom. Ova ogledala moraju da prate kretanje Sunca, kako bi se postiglo da radni fluid stalno bude u fokusu. To znači da sistem mora da ima mehanizam praćenje Sunca. Slika 3-9: Solarni toranj EKOENERGO INŽENJERING 42

56 Slika 3-10: Termo solarna elektrana sa paraboličkim ogledalima Slika 3-11: Solarna termička elektrana sa Frenelovim ogledalima Konstruktivno izvođenje je pomoću paraboličnih ogledala, centralnih tornjeva, tanjirastih ogledala, kao i Frenelovog sočiva. Solarni kolektori za vazduh se koriste za zagrevanje vazduha ili zagrevanje i sanitarne vode i vazduha, kao kombinovani sistemi. Najnapredniji i sa najvšim nivoom svesti su Nemačka i Španija, koje su donele zakone da svaki novoizgrađeni objekat mora koristiti energiju Sunca. EKOENERGO INŽENJERING 43

57 Slika 3-12: Sistem za grejanje Slika 3-13: Kombinovani sistem za grejanje vazduha i vode, kao i fotonaponski na stambenoj kući Solarna energija se može koristiti i putem fotonaponskih sistema. Fotonaponski sistemi su veoma raznovrsni: mogu biti manji od novčića i veći od fudbalskog igrališta i mogu da obezbeđuju energiju za bilo koji uređaj, od časovnika do čitavih naselja, i uz sve to jedini izvor energije koji koriste je sunčeva svetlost. Uz jednostavnost rukovanja, navedeni faktori ih čine posebno privlačnim za širok spektar primena. Nedavni porast proizvodnje fotonaponskih ćelija uz smanjenje njihove cene, otvorio je veliki broj novih tržišta uz veliki broj različitih primena. Primene kao što su osvetljavanje, telekomunikacije, rashladni sistemi, pumpanje vode, kao i obezbeđivanje električne energije za čitava naselja (naročito u udaljenim oblastima), pokazale su se kao konkurentne i profitabilne u odnosu na već postojeće tehnologije. Uz to pojavila se relativno nova primena ovih sistema sa neverovatno velikim potencijalom - fotonaponski sistemi koji zamenjuju fasadne i krovne građevinske elemente objekata. EKOENERGO INŽENJERING 44

58 Slika 3-14: Fotonaponski sistem na krovu hale Slika 3-15: Fotonaponska elektrana U Evropi i svetu je tendencija da se Sunčeva energija sve više koristi kao obnovljiv izvor energije. U tome prednjači Nemačka, koja iako nema veliki potencijal, ima najveću proizvodnju električne energije iz fotonaponskih sistema. Upotreba solarne energije se sve više povećava i kreće u pravcu upotrebe za zagrevanje prostorija i sanitarne vode, kao i za proizvodnju električne energije. Ovo je, na svetskom nivou, grana energetike koja se razvija najviše, sa godišnjim porastom od oko 30% za fotonaponske sisteme u EKOENERGO INŽENJERING 45

59 3.4. Resursi solarne energije u Srbiji Intenzitet sunčeve energije na području Srbije spada među najveće u Evropi. Prema podacima koje je objavilo ministarstvo za infrastrukturu i energetiku prosečan intenzitet sunčevog zračenja na teritoriji republike Srbije kreće se tokom januara od 1,1 kwh/m 2 /dan na severu do 1,7 kwh/m 2 /dan na jugu. Tokom jula te vrednosti iznose 5,9 kwh/m 2 /dan na severu do 6,5 kwh/m 2 /dan. Na godišnjem nivou prosečna vrednost energije globalnog zračenja je 1200 kwh/m 2 /godišnje u severozapadnoj Srbiji, 1400 kwh/m 2 /godišnje u srednjem delu, pa do 1550 kwh/m 2 /godišnje za jugoistok Srbije. Pošto stepen iskorišćenja zračenja zavisi od ugrađenjog prijemnika, za prosečnu vrednost raspoložive korisne energije može se uzeti 700 kwh/m 2 /godišnje. Slika 3-16 i 3-17: Prosečna dnevna energija globalnog zračenja na horizontalnu površinu u januaru i julu Kako je solarno zračenje opšteg karaktera, opšti podaci postoje. Za izgradnju bilo kakve fotonaponske elektrane treba izvršiti analizu za konkretnu mikrolokaciju. Kao što je poznato, južni krajevi Srbije su pogodniji za ovakve elektrane, ali to ne isključuje mogućnost da se izgrade i na drugim lokacijama, s obzirom na to da se cela teritorija Srbije nalazi na relativno povoljnom geografskom položaju za korišćenje solarne energije. Time bi se povećala raspoloživa količina električne energije pri vršnoj snazi, koja je na raspolaganju za elektroenergetski sistem. EKOENERGO INŽENJERING 46

60 Slika 3-18 i 3-19: Prosečna godišnja dnevna energija globalnog zračenja na horizontalnu i nagnutu površinu Preko 55% od ukupne energije koja se troši u domaćinstvima u Srbiji se vrši korišćenjem električne energije. Od toga, značajan deo se troši na zagrevanje potrošne sanitarne vode. Korišćenjem sunčeve energije može se tokom godine obezbediti smanjenje troškova koji se odnose na zagrevanje sanitarne vode u visini od oko 60 do 70%. Srbija ima potencijal da godišnje iz sunčeve energije proizvodi 700 do 900 i više (zavisno od efikasnosti sistema, režima rada i dr.) kilovat časova energije po m 2 solarnog termičkog kolektora, što je više nego u zemljama koje imaju dobru reputaciju po pitanju korišćenja energije sunca. Dnevno bi se u Srbiji po metru kvadratnom moglo proizvoditi 3,3 kilovat-časa energije, a najefikasnije bi se koristila u turističkom, zdravstvenom sektoru i u domaćinstvima, pre svega za zagrevanje tople vode. Ogromna ušteda konvencionalne energije bi se ostvarila kada bi svako domaćinstvo imalo bar jednu jedinicu solarnog kolektora kojim bi se grejala sanitarna potrošna voda. Gledano u okviru elektroenergetskog sistema države, to bi predstavljalo znatno rasterećenje sistema. Analizom podataka sunčevog zračenja utvrđeno je da promena integralnog zračenja tokom vremena ne odstupa više od ±1,5%. Raspršenost, odnosno koncentracija molekula vazduha, vodene pare i čestica prašine i dima u atmosferi utiču na umanjenje propusnosti sunčevog zračenja na površinu Zemlje. Apsorpcija energije zračenja u atmosferi definiše se u funkciji sadržaja vodene pare i optičke vazdušne mase. Optička vazdušna masa se određuje dužinom puta radijacije kroz atmosferu, pri čemu se vertikalna putanja uzima za jedinicu mase. Merenjima i proračunima utvrđeno je, da je zbog reflektovanja zraka od atmosfere i apsorpcije u atmosferi, pri normalnom upadu zraka i malom sadržaju vodene pare, prašine i dima - umanjen intenzitet zračenja. Zbog toga na površinu Zemlje dospeva (u našem podneblju) sunčevo zračenje od 970 [W/m 2 ] - leti i [W/m 2 ] - zimi. U proračunima se najčešće koristi srednja vrednost snage od [W/m 2 ]. Na promenu vrednosti zračenja koje dospeva do gornjih slojeva atmosfere utiče i promena rastojanja između Zemlje i Sunca tokom godine. Ova promena se nalazi u granicama odstupanja od ±3%. Iz navedenog je evidentna i naučno utvrđena činjenica, po kojoj je snaga sunčevog zračenja na Zemlji (u našem podneblju) u toku zime čak veća za 5,8% od snage zračenja leti. Ovaj porast snage zračenja EKOENERGO INŽENJERING 47

61 Ukupno godišnje Srednje godišnje Ukupno godišnje Srednje godišnje Ukupno godišnje Srednje godišnje zasniva se na činjenici da je Sunce, za severnu poluloptu, bliže Zemlji zimi za oko 3% nego leti. Ukupni efekti zračenja energije su ipak leti veći za odgovarajuća podneblja - zbog duže putanje Sunca preko neba (dužeg vremena trajanja obdanice) Solarni potencijal opštine Doljevac Energija zračenja Sunca se donekle razlikuje od kod različitih izvora, na primer, da li se radi o podacima koje je obezbedila NASA ili Evropska komisija (EC). I sama EC ima dva različita seta podataka. Takođe, zavisi i od uslova za koje se posmatra. Tako, na primer, razlikuju se podaci za horizontalnu površinu, nepokretnu površinu nagnutu pod optimalnim uglom u odnosu na horizontalnu površinu, u jednoj ili dve ravni, kao i za optimalan ugao za sisteme sa praćenjem sunca, takođe u jednoj ili dve ravni. Podaci koji postoje, zavise i od mikrolokacije, jer je sunčevo zračenje globalno i zavisi od geografskog položaja, gde je u nekim slučajevima uključena i linija horizonta. Linija horizonta je bitna zbog određivanja optimalnog ugla i uzima u obzir položaj sunca u odnosu na zasenčenje lokacije. Zato je za sisteme koji koriste solarnu energiju potrebno uraditi ispitivanje na potencijalnoj mikrolokaciji, kao i uzeti u obzir podatke za putanju sunca tokom dana i godine, da bi se dobili najoptimalniji uslovi postavljanja. Tabela 3-1. Srednje dnevne sume energije globalnog sunčevog zračenja na horizontalnu površinu u kwh/m 2 za opštinu Doljevac prema podacima NASA-e Mesec Doljevac I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 43.20N, 21.85E 2,84 3,53 4,13 4,21 4,66 5,01 5,34 5,35 4,50 3,69 2,59 2, ,13 Tabela 3-2. Srednje dnevne sume energije globalnog sunčevog zračenja na horizontalnu površinu u kwh/m 2 za opštinu Doljevac, prema podacima PVGIS-a Doljevac N E Mesec I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII PVGISclassic PVGIS- CMSAF 1,37 2,12 3,16 4,52 5,53 6,18 6,48 5,80 4,31 2,81 1,63 1, ,76 1,37 2,03 3,50 4,71 5,77 6,57 6,68 5,99 4,12 2,81 1,73 1, ,88 Tabela 3-3. Srednje dnevne sume energije globalnog sunčevog zračenja na horizontalnu površinu u kwh/m 2 za opštinu Doljevac, prema podacima RETScreen-a Mesec I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Doljevac (Niš) 1,59 2,42 3,41 4,13 5,08 5,75 6,00 5,42 3,95 2,67 1,62 1, ,62 EKOENERGO INŽENJERING 48

62 Slika 3-20: Solarni kolektor bolnice u Zrenjaninu Solarna energija se može implementirati u postojeću strukturu grada. Kako je grejanje sanitarne vode upotrebom solarne energije jedan od načina korišćenja, moguće je ugraditi sisteme za grejanje tople vode na postojeće objekte, koji su u funkciji javnih službi. Takvi primeri su već urađeni u Srbiji (na primer bolnica u Zrenjaninu) i time bi se uštedelo 70% električne energije za zagrevanje vode, a 30% za zagrevanje vazduha, na godišnjem nivou. Takođe, moguće je, bez narušavanja infrastrukture grada, postaviti fotonaponske module, koji bi imali značajnog uticaja na uštedu električne energije, na mikronivou. Nepotrošeni višak električne energije bi se predavao elektroenergetskom sistemu ili skladištio za upotrebu kada nema dovoljno sunčane energije. Takav pristup bi omogućio održiv razvoj grada. Korišćenjem prostora javnih parkinga, koji bi bili natkriveni fotonaponskim modulima, postigao bi se značajno rasterećenje elektroenergetskog sistema pri vršnoj proizvodnji, bez narušavanja funkcije postojećeg prostora. U seoskim domaćinstvima moguće je koristiti energiju Sunca za grejanje ili hlađenje plastenika i staklenika. Ovakavi sistemi se već primenjuju u Evropi i svetu. EKOENERGO INŽENJERING 49

63 Slika 3-21: Primena grejanja plastenika vakuumskim kolektorima Ovako je moguće podići ili sniziti temperaturu, prema potrebi, da bi se postigli optimalni uslovi. Ušteda je 25% do 30% konvencialnog goriva. Takođe, omogućavaju se veći i kvalitetniji prinosi, koji su 8-10 puta veći od spoljnog uzgajanja, a 5-6 puta veći od uzgajanja u običnim plastenicima. Pošto se u na teritoriji opštine Doljevac solarna energija koristi sporadično, uglavnom pojedinačnim poduhvatima entuzijasta, da bi se postigli sistemski rezultati potrebno je, na prvom mestu, povećati svest stanovništva o korišćenju energije Sunca. Jedino tako je moguće postići značajnije rezultate. Preko 55% od ukupne energije koja se troši u domaćinstvima u Srbiji se vrši korišćenjem električne energije. Od toga, značajan deo se troši na zagrevanje potrošne sanitarne vode. Korišćenjem sunčeve energije može se tokom godine obezbediti smanjenje troškova koji se odnose na zagrevanje sanitarne vode u visini od oko 60 do 70%. Za slučaj izgradnje osnovnog solarnog sistema - instalacije namenjene za grejanje sanitarne potrošne vode sa dva solarna kolektora i rezervoarom za vodu (akumulatorom toplote - bojlerom) zapremine od 200 litara može se uštedeti oko 60% godišnje potrošnje električne energije za grejanje vode. Energetska dobit u tom slučaju sa prosečnim solarnim kolektorom, jedinične površine od oko 2 m 2 se kreće između 700 do 900 kwh/m 2 godišnje (za dva solarna kolektora je 2800 do 3600 kwh - godišnje). Cena ovakve osnovne solarne instalacije (sa montažom) se kreće u granicama od 1500 do maksimalno 2000 Eura. Po današnjim cenama električne energije vrednost uloženih sredstava (investicija) bi se otplatila za oko 10 do 12 godina. Međutim, malo je verovatno, da cena električne energije u narednim godinama neće rasti, te zbog toga stvarno vreme isplativosti neće biti duže od pet godina. Neke od analiza vezanih za procenu porasta cene električne energije ukazuju na verovatnoću da će period otplativosti biti još kraći - do tri do pet godina. Većina certifikovanih sistema ima rok trajanja 25 do 30 godina zato po isteku desete godine od montiranja, solarni sistem će tako reći besplatno pripremati toplu vodu još 15 do 20 (25) godina. Jedini troškovi za njegov rad predstavlja zanemarujuće održavanje i napajanje pumpe, čije snage se, u zavisnosti od proizvođača i sistema kreću od 40 W do 65 W. Ceo sistem dakle, neće trošiti više električne energije od jedne obične sijalice. Uslovi za obezbeđivanje grejanja stambenog prostora su složeniji, a investiciona ulaganja veća. Ukoliko se pravi nov objekat u kome je predviđeno solarno grejanje prostora efekti su najbolji uz minimalnu cenu. Adaptacija već izgrađenih objekata je složeniji postupak sa većim troškovima. Potrebna ulaganja: EUR/m 2, odnosno oko 3000 do 6000 /domaćinstvu. EKOENERGO INŽENJERING 50

64 Napomena: Manje vrednosti se odnose na stanove i kuće sa boljim termičkim karakteristikama zidova i manjim toplotnim gubicima kroz procepe; boljim mogućnostima aplikacije integralnih solarnih kolektora; boljim rasporedom prostorija i prozira na objektu kao i boljom orijentacijom prijemne površine objekta. Efekti: Optimalnom instalacijom i veličinom solarnih kolektora omogućuje se kod objekata izgrađenih po normama više energetske efikasnosti (dobra termička izolovanost, dobra orijentacija i raspored prostorija u odnosu na strane sveta i efikasno upravljenje potrošnjom energije u objektu) pokrivenost potreba grejanja od 30 do 40 % i više - tokom cele godine. Na teritoriji opštine Doljevac takođe postoji mogućnost za izgradnju solarne elektrane fotonaponskog tipa. Za izgradnju još ovakvih sistema bilo bi potrebno uraditi detaljne analize ekonomske isplativosti i pitanja mogućih lokacija, kao i studije izvodljivosti. Izbor lokacije bi morao da zadovolji brojne kriterijume, na prvom mestu vreme izloženosti suncu, obzirom da treba izbeći zaklanjanje sunca bilo kakvim preprekama, odnosno uzeti u obzir liniju horizonta i lokalne uslove. Površina kojom raspolaže opština Doljevac je 121 km 2. Bruto potencijal solarne energije se može izraziti energijom i snagom kojom Sunce obasjava celokupnu površinu grada, a ta vrednost je vezana za geografsku širinu područja koje se posmatra, kao i za lokalne klimatske uslove. Tako, na primer, prosečna dnevna energija solarnog zračenja na horizontalnu podlogu u toku godine, na teritoriji opštine Doljevac iznosi 3,62 kw/m 2 /dan. To znači da je za celu površinu opštine energija zračenja 438,02 GWh/dan, a ukupna godišnja 159,88 TWh/god. Ako se posmatra solarno zračenje na fiksnu površinu nagnutu pod uglom od 32 prema jugu srednja dnevna godišnja vrednost iznosi 4,08 kw/m 2 /dan, za celu površinu opštine 493,68 GWh/dan, a ukupna godišnja 180,2 TWh/god. Kako je ovo bruto energetski potencijal, kada bi se iskoristila celokupna površna opštine za izgradnju fotonaponske elektrane, njena snaga, sa trenutno raspoloživom tehnologijom, na primer polikristalni silicijum, bi bila 17,46 GWp. Kako su komercijalno dostupni paneli sa stepenom iskorišćenja od oko 14,5%, to bi godišnja proizvodnja električne energije od ovakvog sistema, ako se uzmu u obzir i drugi gubici, iznosila 21,989 TWh. Ovo se odnosi na elektranu koja bi bila izvedena tako da su paneli nagnuti prema jugu pod uglom od 32, bez mehanizama za praćenje putanje sunca. Kako je površina poljoprivrednog zemljišta opštine Doljevac 8655ha, prema Prostornom planu opštine, ako bi se od toga iskoristilo samo 1% za izgradnju fotonaponskih solarnih elektrana, na raspolaganju bi bilo 86,55ha. U tu svrhu bi se moglo koristiti pretežno neplodno zemljište, kao i neobradivo zemljište. U tom slučaju, sa trenutno dostupnom tehnologijom, opština Doljevac ima potencijala za izgradnju elektrana kapaciteta približno MWp, koje bi godišnje mogle da proizvedu oko 197 GWh električne energije koja bi se predala elektroenergetskom sistemu. Ova analiza je urađena na osnovu podataka dostupnih putem RETScreen programa i računato je da se koristi tehnologija polikristalnog silicijuma, kao trenutno najrasprostranjenija i najdostupnija. Takođe, izabran je tip elektrane sa fiksim panelima, za koji je procenjeno da je najprihvatljiviji za naše uslove. Korišćenje drugih tehnologija za fotonaponske panele je takođe moguće, ukoliko se pokažu kao pogodnije, a za dodatne analize je potrebno uzeti u obzir karakteristike svake ponaosob. Može se uzeti u obzir i razmatranje izgradnje elektrane sa praćenjem putanje sunca u toku dana, ukoliko postoji ekonomska isplativost za takav sistem. Za izbor konkretne lokacije, potrebno je uraditi dodatne analize sunčevog zračenja za potencijalnu lokaciju, jer se može dogoditi da se sa određenih mikrolokacija može dobiti i više energije po m 2. Eventualno bi se moglo uzeti u razmatranje i uraditi analize isplativosti i mogućih lokacija, a takođe i studije izvodljivosti za gradnju termalne solarne elektrane. EKOENERGO INŽENJERING 51

65 3.6. Zaključak S obzirom da sunčeva energija zauzima značajno mesto u energetici jedne zemlje i predstavlja obnovljiv i neiscrpan energetski resurs, potrebno je uložiti snage i napore u cilju povećanja udela ovog vida energije u odnosu na ostale. Pošto se opština Doljevac nalazi u južnom delu Republike Srbije, logično je da će pratiti svetske trendove i usmeriti se na povećanje iskorišćenja bogatih kapaciteta solarne energije kao potpuno čiste i svuda dostupne. Da bi se Srbija približila visokom nivou razvoja ostalih evropskih zemalja, potrebno je da se u što kraćem roku definišu dugoročni planovi za ostvarivanje ovih tendencija. Sama opština Doljevac bi s obzirom na svoje velike potencijale mogala da prednjači u ovom usponu, ukoliko bi se postojeće interesovanje za korišćenje obnovljivih izvora energije,naročito solarne energije, prevelo u konkretna dela. Bilo bi potrebno definisati strategiju razvoja u ovoj oblasti, koja bi uključivala detaljne studije izvodivosti, analize i planiranja, kao i edukaciju stanovništva i potrebnu medijsku podršku. Studije izvodivosti, izrada tehničkih rešenja i sama njihova primena bi ne samo dovele do značajnih ušteda, smanjenja potreba za uvozom energenata kao i emisije štetnih gasova, već bi bile od velikog značaja i za sam privredni rast i razvoj regiona zbog potrebe za radnom snagom koja bi bila angažovana na ovim poslovima. Dobro planirana strategija bi mogla privući mnoge domaće i inostrane investitore, a sama opština bi mogala da bude predvodnik u regionu u korišćenju energije Sunca i samim tim bi se kotirala više u Srbiji i Evropi, a i bila bi medijski prisutnija. EKOENERGO INŽENJERING 52

66 4. Geotermalna energija Ova analiza ima za cilj da ukaže na nedovoljnu iskorišćenost potencijala geotermalne energije u Srbiji, a samim tim i opštini Doljevac i predloži mere za rešavanje ovog problema. Od januara godine primena toplotnih pumpi u Evropskoj Uniji je uvršćena u obnovljive izvore energije. Sadašnja energetska strategija Srbije ne tretira geotermalnu energiju kao važan i značajan resurs koji je nekoliko puta veći od ukupnih rezervi uglja u Srbiji i koji je prisutan na svakom mestu u svakom trenutku. Procenjena snaga svih postojećih geotermalnih izvora u Srbiji je oko 160 MW od čega se trenutno koristi oko 100 MW. Upotrebom toplotnih pumpi može se iz zemlje preuzeti onoliko potpuno čiste energije koliko nam je potrebno. Tako na primer, instalacijom toplotnih pumpi snage 20 kw za zagrevanje stambenih objekata možemo iz zemlje da preuzmemo energije koliko nam daje i termoelektrana snage 300 MW. U Evropi su postavljeni veoma visoki ciljevi u pogledu primene obnovljivih izvora energije i smanjenja emisije štetnih gasova. Geotermalna energija je najpogodnija za ostvarenje tih ciljeva i zbog toga je jedina od svih obnovljivih izvora energije u nekoliko evropskih zemalja ušla u zakonsku obavezu korišćenja za zagrevanje novih zgrada. Pridruživanjem Evropskoj uniji, i nas očekuju obaveze u pogledu korišćenja obnovljivih izvora energije i smanjenja emisije štetnih gasova. U cilju utvrđivanja potencijala termalnih voda kao mogućih izvora geotermalne energije na teritoriji Republike Srbije, vrše se geološka, odnosno hidrogeološka istraživanja. Ova istraživanja se vrše u skladu sa Zakonom o geološkim istraživanjima, tehničkim i drugim propisima. Zakonom o geološkim istraživanjima utvrđeno je da su izvori geotermalne energije mineralne sirovine. Prema Zakonu o rudarstvu, u mineralne sirovine su, između ostalog, svrstane i podzemne vode iz kojih se dobijaju korisne mineralne sirovine (npr. jod i dr.) i geotermalna energija Uvod Geotermalna energija predstavlja toplotnu energiju Zemlje. Ili u užem smislu, pod geotermalnom energijom podrazumeva se energija koja može da se preuzme iz vode, zemljišta i stena čija temperatura prelazi 10 C. Brojne su prednosti korišćenja izvora geotermalne energije kao inovativne, nasuprot tradicionalnim izvorima energije baziranim na fosilnim gorivima. Osnovna prednost geotermalne energije je u tome što je čista i neškodljiva za okruženje. Može se koristiti kao osnova za proizvodnju električne energije, za grejanje manjih i većih objekata, kao i grejanje vode za sanitarne potrebe. Nevezano za svrhu namene, ne postoju nusprodukt u ekploataciji tipa emisije štetnih gasova. Druga jako bitna prednost je činjenica da su zalihe geotermalne energije praktično neiscrpne i svuda dostupne. Geotermalna energija se deli na tri oblika: hidrotermalnu, petrogeotermalnu i magmogeotermalnu energiju. Hidrotermalna energija predstavlja toplotnu energiju podzemnih voda toplijih od 10 stepeni. Petrogeotermalna energija predstavlja toplotnu energiju suvih stena toplijih od 10 stepeni. Ovih godina je počela i komercijalna proizvodnja električne energije iz elektrana koje koriste energiju vrelih stena. Za ovu primenu potrebno je da je temperatura stena veća od 100 C. Zbog relativno niskih temperatura na teritoriji Republike Srbije, ovaj način na trenutnom tehnološkom nivou nije pogodan za proizvodnju veće količine električne energije. EKOENERGO INŽENJERING 53

67 Magmogeotermalna energija predstavlja toplotnu energiju usijanog zemljinog jezgra. Trenutne tehnologije dubokog bušenja dostižu do 7 km dubine, pa stoga trenutno nisu pogodne za bilo kakve lokacije. Toplotna energija se može pretvarati u ostale vidove energije. Prvi način za konverziju toplotne energije u električnu je kao kod korišćenja toplotne energije usijane vodene pare. Sa jedne strane cevi ubacuje se hladna voda pod pritiskom, a sa druge se dobija usijana vodena para koja se vodi na turbine koje pokreću električni generator. Principa rada je isti kao kod parne mašine. Drugi način je preko termoelektričnih generatora (TEG): To su elektronske komponente (po principu rada diode) koje proizvode jednosmeran napon ukoliko se sa jedne strane zagrevaju, a sa druge hlade. Termoelektrični generatori nemaju pokretnih delova, pa su ukoliko im se temperatura održava u dozvoljenim granicama skoro neuništivi. Treći način je preko stirlingovih motora. Ovi motori koriste se za dobijanje obrtne mehaničke energije ukoliko im se jedna strana zagreva a druga hladi. Obrtna mehanička energijadalje se koristi za pogon električnih generatora. Naravno da ovo nisu svi poznati načini konverzije toplotne u električnu energiju, ali su jedni od najkorišćenijih. Danas postoji preko geotermalnih instalacija širom Evrope i preko samo u USA. Korišćenjem ove geotermalne energije postignuti su sledeći rezultati: eliminisano je 5.8 miliona metričkih tona CO2 godišnje eliminisano je više od tona ostalih zagađivača godišnje se uštedi preko 24 milijarde kwh električne energije uštedi se više od 40 triliona tona fosilnih goriva 4.2. Princip rada i oblasti primene geotermalne energije Geotermalne elektrane zauzimaju mali prostor (za razliku od npr. hidroelektrana čije brane dovode do potapanja relativno velikih površina). Geotermalne elektrane se grade direktno na izvoru energije i lako snadbevaju okolna područja toplotnom i električnom energijom. Osim toga, zbog male zauzetosti prostora, takve elektrane su vrlo pouzdane. Geotermalna energija je pouzdana jer ne zavisi od meteoroloških uticaja za razliku od hidroelektrana (zavise od količine vode na raspolaganju), vetroelektrana (vetar jako varira i ne može se znati kad ce ga biti), solarnih postrojenja (ne mogu raditi noću i zavise od meteorološkihc prilika). Električna energija iz geotermalnih izvora može se proizvoditi 24 sata na dan. Geotermalne elektrane imaju vrlo niske troškove proizvodnje. Zahtievaju samo energiju za pokretanje vodenih pumpi, a tu energiju proizvodi elektrana sama za sebe Geotermalne elektrane Trenutno u svetu postoje tri osnovna tipa geotermalne elektrane: Princip suve pare (Dry steam) koristi se isključivo vruća para, tipično iznad 235 C (445 F). Ta para se koristi za direktno pokretanje turbina generatora. Ovo je najjednostavniji i najstariji princip i još uvek se koristi jer je to daleko najjeftiniji princip dobijanja električne energije iz geotermalnih izvora. Trenutno se najveća elektrana koja koristi Dry steam princip nalazi u severnoj Kaliforniji i zove se The Geysers, a EKOENERGO INŽENJERING 54

68 proizvodi električnu energiju još od 1960 godine. Količina proizvedene električne energije iz tog postrojenja još uvek je dovoljna za snabdevanje grada veličine San Francisco-a. Slika 4-1: Shematski prikaz rada geotermalne elektrane principom suve pare Binarni princip (Binary cycle) Voda koja se koristi kod binarnog principa je hladnija od vode koja se koristi kod ostalih principa generisanja električne energije iz geotermalnih izvora. Kod binarnog principa vruća voda se koristi za grejanje tečnosti koja ima znatno nižu temperaturu ključanja od vode, a ta tečnost isparava na temperaturi vruće vode i pokreće turbine generatora. Prednost tog principa je veća efikasnost postupka, a i dostupnost potrebnih geotermalnih rezervoara je puno veća nego kod ostalih postupaka. Dodatna prednost je potpuna zatvorenost sistema budući da se upotrebljena voda vraća natrag u rezervoar pa je gubitak toplote smanjen, a gotovo da i nema gubitka vode. Većina planiranih novih geotermalnihelektrana koristitiće ovaj princip. Slika 4-2: Shematski prikaz rada geotermalne elektrane binarnim principom EKOENERGO INŽENJERING 55

69 Flash princip (Flash steam) koristi se vruća voda iz geotermalnih rezervoara koja je pod velikim pritiskom i na temperaturama iznad 182 C (360 F). Pumpanjem vode iz tih rezervoara prema elektrani na površini smanjuje se pritisak pa se vruća voda pretvara u paru i pokreće turbine. Voda koja se nije pretvorila u paru vraća se natrag u rezervoar zbog ponovne upotrebe. Većina modernih geotermalnih elektrana koristi ovaj princip rada. Slika 4-3: Shematski prikaz rada geotermalne elektrane flash principom Troškovi geotermalnih elektrana su odavno ponderisani prema troškovima, a ne gorivu da bi ih prikazali. Bušenje geotermalnih bunara i izgradnja cevovovoda dolaze prvi, a zatim analiza resursa na osnovu informacija bušenja. Sledeći je projekat stvarnog postrojenja. Izgradnja elektrane bude obično završena, istovremeno sa konačnom razradom geotermalnog polja. Početna cijna za geotermalno polje i elektranu je oko $ 2500 po instalisanom kw u SAD-u, verovatno $ 3000 do $ 5000/kW za malu (<1MW) elektrane. Troškovi rada i održavanja su u rasponu od $ 0,01 do $ 0,03 po kwh. Većina geotermalnih elektrana može da radi na više od 90% dostupnosti (tj. proizvodi više od 90% vremena), ali rad na 97% ili 98% mogu da povećaju troškove održavanja. Viša cena struje - opravdava pokretanje postrojenja 98% vremena, jer rezultujući veći troškovi održavanja se povrate Individualna primena geotermalne energije Najveći geotermalni sistem koji služi za grejanje nalazi se na Islandu, odnosno u njegovom glavnom gradu Rejkjavik-u u kojem gotovo sve zgrade koriste geotermalnu energiju, te se čak 89% islandskih domaćinstava greje na taj način. Toplotne pumpe su još jedna od upotreba geotermalne energije. Toplotne pumpe troše električnu energiju za cirkulaciju geotermalne tečnosti, a ta tečnost kasnije se koristi za grejanje, hlađenje, kuvanje i pripremu tople vode i na taj način znatno se smanjuje potreba za električnom energijom Princip geotermalne pumpe Geotermalna toplotna pumpa funkcioniše tako što preuzima toplotu iz zemlje da bi obezbedila korisnu energiju i za obezbeđivanje tople vode. Toplotna geotermalna pumpa nudi odličnu uštedu energije, čak do 75% energije za grejanje može biti izvučeno iz zemlje. Električna energija se koristi za rad kompresora i cirkulaciju radnog fluida.. EKOENERGO INŽENJERING 56

70 Zatvorena petlja cevi se postavlja u zemlju i puni sa glikol antifriz tečnošću. Ta tečnost se greje sa toplotom iz zemlje na oko C. Zatim se prenosi u toplotnu pumpu gde se toplota predaje drugom mediju. Toplotna pumpa onda, uz pomoć svog kompresora, obezbeđuje toplu vodu za sistem grejanja. Slika 4-4: Geotermalna toplotna pumpa Toplotna pumpa omogućava da se toplotna energija prenosi iz jednog prostora u drugi. Toplotne pumpe se danas masovno koriste za grejanje ili hlađenje u uređajima za klimatizaciju. Toplotna pumpa za proces prenošenja toplotne energije koristi električnu energiju. U zavisnosti od uslova, postiže se koeficijent korisnog dejstva od 2:1 do 5:1. To znači da se trošenjem, naprimer 1 kwh električne energije za pokretanje ventilatora i kompresora u toplotnoj pumpi može izvršiti prenos i do 5 kwh toplotne energije. Najpovoljniji rezultati postižu se korišćenjem podzemnih voda pogotovu ako su one na temperaturi od 10 do 30 C, kada nisu pogodne za direktno zagrevanje. Tako je moguće korišćenjem kaskadnog sistema toplota geotermalnih voda koristi prvo tamo gde je potrebnija viša temperatura a posle se pomoću toplotnih pumpi iskoristi i ona toplota koja bi inače otišla sa neupotrebljivom vodom. Tabela 4-1: Uštede energije korišćenjem termo pumpi u grejnoj sezoni za individualnu kuću u poređenju sa lož uljem i električnim grejanjem (izvor: Energija zemlje) Geotermalna pumpa preuzima geotermalnu energiju iz podzemlja na sledeća tri načina: 1. Voda iz bunara, koja je najčešće na temperaturi od 10 do 20 C, dovodi se utoplotnu pumpu i posle njenog hlađenja ona se vraća u drugi bunar ili seizliva u kanale, vodotokove ili kanalizaciju. Ovo je energetski gledano najefikasniji način, jer je temperatura vode koja se izvlači u toku cele godine na konstantnoj temperaturi. Sa stanovišta pouzdanosti i jednostavnosti celog sistema postoje određeni EKOENERGO INŽENJERING 57

71 problemi i troškovi oko izrade bunara. Ograničenje kapaciteta je definisano izdašnošću bunara. Čest je slučaj da na lokacijama gde je potrebno da se izvede zagrevanje prostora pomoću toplotne pumpe nema na raspolaganju potrebne količine vode ili voda uopšte nije prisutna. 2. Korišćenjem sonde se eliminišu problemi sa nedostatkom bunarske vode. Dugovečnost ovakovog sistema je zagarantovana, mogućnost kvara ili drugih problema je minimalna, a jednostavnost rukovanja je svedena na apsolutni minimum. U zavisnosti od geoloških karakteristika na određenoj lokaciji, iz jedne sonde dubine 200 m moguće je ostvariti toplotni dobitak snage do 13 kw. Ekonomski gledano primena sondi je nešto skuplja investicija u poređenju sa bunarima, ali pouzdanost, jednostavnost rukovanja i dugoročno rešavanje problema grejanja i hlađenja prostora na bilo kojoj lokaciji nameće ovo rešenje kao najatraktivnije i ono bi u budućnosti trebalo da se maksimalno koristi u Srbiji, kao što je sada slučaj u bogatijim evropskim zemljama. 3. Zemaljski kolektor je rešenje vrlo slično sondi s tom razlikom što se ne buši bunar u koji se spušta sonda, već se plastične cevi polažu u obliku mreže u zemljište na dubini od oko 1,5 m. Energija koja se ovom metodom prikuplja je većim delom sunčeva energija akumulirana u površinskom delu zemljišta u toku leta. Ovo rešenje je znatno jeftinije od sondi ukoliko se ugradnja obavlja u toku gradnje objekta i ukoliko postoji dovoljno velika površina zemljišta za postavljanje kolektora. Nepovoljna strana ovog metoda je što se energija iz zemljišta troši tokom zime, pa se krajem grejnog perioda smanjuje efikasnost sistema. Postoji više vrsta razmenjivača toplote, a to su otvorene ili zatvorene petlje postavljene horizontalno ili vertikalno. Zatvoreni sistem Osnova ovog sistema je da radni fluid konstantno cirkuliše kroz polietilenske cevi povezane u U- petlju. Radni fluid nikada ne dolazi u kontakt sa podzemnim vodama ili stenama. Prednost ovog sistema je što je fleksibilan, omogućava supstituciju geotermalne energije drugim izvorima energije. Slika 4-5: Shematski prikaz zatvorenog sistema EKOENERGO INŽENJERING 58

72 Otvoren sistem Za razliku od predhodnog, voda uzeta iz bunara je direktno spojena sa toplotnom pumpom nakon čega se vraća u zemlju preko drugog bunara. Ovakav sistem može biti instaliran samo na lokacijama na kojima postoje dovoljne količine podzemnih voda. Vertikalne instalacija sondi Slika 4-6 i 4-7: Shematski prikaz otvorenog sistema Ovakvi sistemi zahtevaju adekvatnu opremu za bušenje kojom će se pre svega izbušiti energetska bušotina a zatim i izvršiti instalacija geotermalne sonde u nju. Ovaj tip je idealan za sisteme koje je potrebno instalirati na prostorno ograničenim lokacijama. Može biti i otvorenog i zatvorenog tipa ali se u praksi češće koristi zatvoreni tip. U zavisnosti od kvadrature objekta zagrevanja i raspoloživog prostora za bušenje energetskih bušotina određuje se raspored i broj potrebnih bušotina kao i sama dužina sondi koja je potrebna za efikasno zagrevanje objekta. EKOENERGO INŽENJERING 59

73 Slika 4-8 i 4-9: Shematski prikaz vertikalne i horizontalne instalacije sondi Horizontalna instalacija sondi Horizontalne petlje se postavljaju u rovove ili serije rovova čija najmanja dubina treba da bude 6 m. Ovakav sistem zahteva raspolaganje dovoljnom površinom terena, znatno većom nego što je slučaj kod vertikalnih sondi. ATES - Aquifer Thermal Energy Storage ATES je inovativna upotreba geotermalne energije otvorenog sistema. Ona se bazira na sezonskom skladištenju hladne i/ili tople podzemne vode u izdanima-bunarima. Tehnologija je razvijena u Evropi pre više od 20 godina i sada je u upotrebi širom Evrope, uglavnom u Holandiji i Skandinaviji. Iako je ATES veoma efikasan i ekološki prihvatljiv, to nije obnovljiva energije u smislu proizvodnje energije, već pre kao veoma efikasna mera štednje. ATES se često koristi u kombinaciji sa drugim vidovima obnovljivih energija, kao što solarna ili energija vetra, koje se koriste za napajanje uređaja u ATES sistemima. ATES zahteva odgovarajuće izdane, koji se sastoje iz najmanje dva termo bunara. Ostale komponente ATES sistema su razmenjivači toplote, cevi, mehanički sistemi i kontrole neophodne za integrisanje ATES sistema, koji uključuju grejanje i ventilaciju. ATES sistemi se zasnivaju na dvosmernom ciklusu u zavisnosti od potreba za grejanjem ili hlađenjem. Topli izvor u zimskom periodu predaje toplotnu energiju sistemu i hladni izvor se u tom periodu dodatno hladi i širi, a u letnjem periodu se iz sistema koji se hladi oduzima toplotna energija i predaje toplom izvoru.ovaj ciklus se sezonski ponavlja. ATES sistemi su oko četiri do šest puta efikasniji od konvencionalnih sistema za grejanje i hlađenje. Efikasnost se generalno meri kao odnos ulazne električne energije i izlazne toplotne energije. UATES sistemima nije neophodno da se sagorevaju fosilna goriva ili koristi električna energija za grejanje ili hlađenje vode. Umesto toga, ATES sistem koristi prednosti prirodnog grejanja i hlađenja tokom leta i zime i skladištenje te energije u bunarima do sledeće sezone kada će se skladištena energija iskoristiti. Zahvaljujući velikom specifičnom toplotnom kapacitetu i prirodnom padu vode u poroznom tlu ovim izdani predstavljaju odličan medijum za skladištenje i regeneraciju toplote. Iako se ciklus sezonski ponavlja, ne postoji gubitak u količini vode i sistemu nije potrebno dodavati radni fluid. Jednostavno rečeno, efikasnije je toplotu prenositi naokolo, nego je proizvoditi prema potrebama. EKOENERGO INŽENJERING 60

74 ATES se radi na lokacijama gde su prisutni prirodni izdani. Takođe, potreban je dovoljno veliki prostor za smeštanje toplog i hladnog izvora, tako da ovaj sistem bude isplativ za veći broj potrošača (veće stambene zgrade, ustanove itd.). Troškovi izgradnje ovih sistema su relativno visoki u poređenju sa konvencionalnim sistemima usled potrebe za stručnim hidrogeološkim i inženjerskim kadrom potrebnim za dizajn, projektovanje i izgradnju ovih sistema. Ali, prema proračunima za projekte u Evropi, projektovana otplata je za oko pet godina. Projektovani vek ovih sistema je oko 30 godina. S obzirom da se u ATES sistemima kroz sistem transportuju podzemne vode, potrebno je obezbediti zaštitu od odrona i mešanja sa materijama nepoželjnim u sistemu. Za projektovanje ovih sistema potrebno je dobiti odgovarajuće dozvole na nivou države. Slika 4-10: Shematski prikaz rada ATS postrojenja Slika 4-11: Shematski prikaz pojedinačne primene geotermalne energije EKOENERGO INŽENJERING 61

75 Geotermalnu energiju je moguće koristiti za proizvodnju električne energije u geotermalnim elektranama, grejanju naseljenih mesta, grejanju staklenika. Grejanje zgrada i iskorišćavanje geotermalne energije u procesu dobijanja struje, glavni su ali ne i jedini načini iskorišćenja ove energije. Korišćenja postojećih geotermalnih izvora će se kretati u pravcu proizvodnje toplotne energije u raznim delatnostima - u banjama za bazene gde se sprovodi terapija, zagrevanje sanitarne vode ili prostorija, na farmama za zagrevanje prostorija, u poljoprivredi za zagrevanje staklenika, ribnjacima i dr. Osim toga moguće je je iskoristiti geotermalnu energiju u procesu proizvodnje papira, pasterizacije mleka, u procesu sušenja vune i drveta i sl. S obzirom da je za radijatorsko grejanje potrebna veća temperatura vode u sistemu, u sistemima grejanja iz geotermalnih izvora se češće koriste sistemi podnog i zidnog grejanja radi boljeg iskorišćenje i manje potrošnje električne energije za dogrevanje 4.3. Resursi geotermalne energije u Srbiji Geotermalna energija se na teritoriji Srbije javlja u više vidova: u vidu toplotne energije akumulirane u izdanima, tj. prirodnim akumulacijama podzemnih termalnih voda sa temperaturom od 10 C do 90 C; u vidu toplote akumulirane u vrelim izdanskim vodama sa vodenom parom i bez nje, sa temperaturom višom od 80 C (80 C C); u vidu toplote akumulirane u toplim i vrelim suvim stenama. U Srbiji postoje prirodni i veštački izvori termalne vode na teritoriji više od 60 opština. Temperatura vode je najčešće u opsegu do 40ºC, a samo na teritoriji 6 opština je temperatura vode preko 60 ºC. Protoci vode iz postojećih izvora i bušotina najčešće iznose do 20 l/s. Samo na nekoliko lokaliteta protok vode prelazi 50 l/s (Bogatić, Kuršumlija, Pribojska Banja, Niška Banja), a samo na jednoj lokaciji protok vode iznosi preko 100 l/s (Banja Koviljača). Ukupna izdašnost svih prirodnih izvora je oko 4000 l/s. Ukupna toplotna snaga koja bi se mogla ostvariti iskorišćenjem postojećih izvora termalne vode iznosi oko 216 MWt, što je jednako količini od oko tona ekvivalentne nafte. Ovaj energetski potencijal je uglavnom nisko-temperaturska energija, koja se primenom klasičnih tehnologija ne može koristiti za proizvodnju električne energije. Za sada simbolično iskorišćenja energije tople vode iz stotinak postojećih bušotina, relativno niske temperature (retko preko 60 C), toplotne snage ispod 160 MJ/s sa oko 86 MW. Dosadašnja istraživanja ukazuju da je stvarni potencijal geotermalnih izvora bar pet puta veći od ostvarenog. U periodu od do godine u Srbiji je izbušeno 113 bušotina kojima je ispitan kapacitet i kvalitet vode. To je bio period u kom se postavljala dobra osnova za veću eksploataciju hidrogeotermalnog potencijala u Srbiji. Geotermalne bušotine su napravljene u procesu potrage za nalazištima gasa i nafte i često se nalaze van naseljenih mesta i saobraćajnica. To je razlog njihovog malog korišćenja u prethodnom periodu. Nije postojala zainteresovanost države da se te bušotine aktiviraju. Takođe niske cene ostalih energenata, a naročito električne energije, nisu bile stimulans za korišćenje geotermalnih voda čak i u poljoprivredi mada se veći broj bušotina nalazi na obradivom zemljištu. Takođe, poljoprivredna proizvodnja u zaštićenim i grejanim prostorima kao, što su plastenici i staklenici,kod nas je već decenijama u začetku,tako da se u celoj Srbiji samo nekoliko poljoprivrednih objekata greje toplom vodom iz bušotina. Ako sve navedene činjenice uzmemo u obzir, i ogromne mogućnosti eksploatacije geotermalnih resursa sa malih dubina pomoću geotermalnih pumpi na teritoriji skoro cele Srbije u strategiji razvoja energetike, geotermalna energija treba da dobije i odgovarajući tretman ravnopravan sa ostalim energentima. EKOENERGO INŽENJERING 62

76 Gustina geotermalnog toka je glavni parametar na osnovu kojeg se procenjuje geotermalni potencijal nekog područja. On predstavlja količinu geotermalne toplote koja svakog sekunda kroz površinu od 1 m 2 dolazi iz Zemljine unutrašnjosti do njene površine. Na najvećem delu teritorije Srbije gustina geotermalnog toplotnog toka je veća od njegove prosečne vrednosti za kontinentalni deo Evrope, koja iznosi oko 60 mw/m 2. Najveće vrednosti od preko 100 mw/m 2 su u Panonskom basenu, centralnom delu južne Srbije i u centralnoj Srbiji. Na teritoriji Srbije van Panonskog basena nalazi se 160 prirodnih izvora geotermalnih voda sa temperaturom većom od 15 C. Najveću temperaturu od njih imaju vode izvora u Vranjskoj Banji (96 C), zatim u Jošaničkoj Banji (78 C), Sijerinskoj Banji (72 C) itd. Ukupna izdašnost svih prirodnih geotermalnih izvora je oko l/s. Pema sadašnjim saznanjima na teritoriji Srbije postoji 60 nalazišta geotermalnih voda sa temperaturom većom od 15 C do dubine od 3000 m. Ukupna količina toplote koja se nalazi akumulirana u nalazištima geotermalnih voda u Srbiji do dubine od 3 km, oko dva puta je veća od ekvivalentne toplotne energije koja bi se mogla dobiti sagorevanjem svih vrsta uglja iz svih njihovih nalazišta u Srbiji. Izdašnost 62 veštačka geotermalna izvora, tj. geotermalne bušotine, na području Vojvodine je oko 550 l/s, a toplotna snaga oko 50 MW, a na ostalom delu Srbije iz 48 bušotina 108 MW. Na teritoriji Srbije pored povoljnih mogućnosti za eksploataciju toplotne energije i ostalih geotermalnih resursa iz geotermalnih voda, postoje i povoljne mogućnosti za eksploataciju geotermalne energije iz "suvih" stena, tj. stena koje ne sadrže slobodnu podzemnu vodu. U tom slučaju voda se upumpava u podzemne tople stene gde se zagreva. Ispumpavanjem tako zagrejane vode ostvaren je prenos energije iz toplih stena. Eksploatacija energije iz ovog resursa neće početi u dogledno vreme kada se uzme u obzir i trenutno minimalno korišćenje prirodnih izvorišta tople i lekovite vode mada su u svetu razvijene i tehnologije za tu primenu. U Srbiji se danas koristi samo geotermalna energija iz geotermalnih-mineralnih voda, uglavnom na tradicionalan način, najviše u balneološke i sportsko-rekreativne svrhe. Korišćenje geotermalne energije za grejanje i druge energetske svrhe je u početnoj fazi i veoma skromno u odnosu na potencijal geotermalnih resursa. U Vojvodini se energetsko korišcenje geotermalnih voda vrši počev od godine. Za te svrhe služe 23 bušotine. Vode iz dve bušotine koriste se za proizvodnju povrća u staklenicima. Tri bušotine koriste se u stočarstvu za grejanje farmi za uzgoj svinja, dve u fabrikama kože i tekstila u proizvodnom procesu, tri za zagrevanje poslovnih prostorija, a vode iz trinaest bušotina koriste se u banjskim i sportskorekreativnim i turističkim centrima. Ukupna instalisana snaga na svim lokacijama gde se vrši direktno korišćenje geotermalnih- mineralnih voda je oko 74 MW, a sa toplotnim pumpama još 12 MW. Tabela 4-2: Stanje korišćenja hidrotermalne energije u Srbiji po vrsti primene (izvor: Energija zemlje) Budući da je procenjena količina geotermalne energije koja bi se mogla iskoristiti znatno veća nego ukupna količina energetskih izvora baziranih na fosilnim energentima, trebalo bi geotermalnoj energiji dati veću važnost, naročito ako se uzme u obzir da je reč o jeftinom, obnovljivom izvoru energije koji je i ekološki prihvatljiv. Značajni su i parametri koji pokazuju ekonomsku opravdanost primene sistema EKOENERGO INŽENJERING 63

77 obnovljivih izvora energije u odnosu na konvencionalne načine, počev od početnog ulaganja, preko održavanja do resursa. Slika 4-12: Ukupna snaga od geotermalnih izvora u Republici Srbiji EKOENERGO INŽENJERING 64

78 Slika 1. Karta geotermalnih resursa; 1 hidrogeotermalna nalazišta u stenama kenozojske starosti; 2 hidrogeotermalna nalazišta u stenama mezozojske starosti; 3 hidrogeotermalna nalazišta u stenama mezozojske starosti ispod stena kenozojske starosti; 4 hidrogeotermalna nalazišta u stenama prepaleozojske starosti; 5 petrogeotermalna nalazišta u granitoidnim stenama tercijarne starosti; 6 hidro petrogeotermalna nalazišta do dubine 200 m za eksploataciju geotermalne toplote pomoću toplotnih pumpi; 7 područja bez značajnih hidrogeotermalnih nalazišta: a tereni od stena paleozojske i prepaleozojske starosti, b karstni tereni; KORIŠĆENJE RESURSA: 8 za grejanje; 9 za proizvodnju hrane; 10 u industriji; 11 za balneoterapiju; 12 za rekreaciju i sport; 13 za proizvodnju pakovane vode; 14 pojave EKOENERGO INŽENJERING 65

79 Klimatski uslovi u Srbiji su idealni za primenu toplotnih pumpi. Pumpe u zimskom periodu rade u režimu grejanja, a leti u režimu hlađenja. Time se izbegava investicija u dodatnu opremu za hlađenje. Primenom toplotnih pumpi troškovi za grejanje se smanjuju 3 do 4 puta. Ukoliko se toplotne pumpe koriste u kombinaciji sa podnim i zidnim grejanjem ostvaruje se termoakumulacioni efekat. Na taj način je omogućeno da se u velikom delu grejne sezone koristi električna energija po noćnoj tarifi čime se cena grejanja smanjuje još 3 do 5 puta. Grejanje pomoću toplotnih pumpi je jeftinije 9 do 16 puta u poređenju sa ekvivalentnim grejanjem na fosilna goriva, drvo ili električnu energiju u klasičnim kotlovima. Korišćenje električne energije u toku noći ima višestruke prednosti: potrošnja se obavlja kada postoje viškovi električne energije i smanjuju se vršna opterećenja u toku dana čime se ostvaruje bolja regulacija elektroenergetskog sistema. Slika 4-13: Dijagram troškova korišćenja uobičajenih i geotermalnih sistema i ušteda nastala korišćenjem geotermalnih sistema U Srbiji zbog nedostatka zakonskih i podzakonskih dokumenata geotermalni izvori (pogotovo bušotine) nedostupni su novim investitorima. Nisu poznate nadležnosti, ili ako su poznate toliko su isprepletane između raznih državnih organa da je praktično nemoguće doći u posed nekog toplog izvora i započeti ili poboljšati njegovo korišćenje. EKOENERGO INŽENJERING 66

80 4.4. Geotermalni potencijal opštine Doljevac Korišćenje niskotemperaturne geotermalne energije pomoću toplotnih pumpi za zagrevanje i hlađenje stambenog i poslovnog prostora postalo je imperativ danas kada se planira smanjenje energetske zavisnosti i smanjenje emisije ugljendioksida. U bliskoj budućnosti približavanjem Evropskoj uniji primena toplotnih pumpi postaće obaveza. Budući da geotermalna energija nije svuda lako dostupna, trebalo bi iskoristiti barem mesta na kojima je ta energija lako dostupna. Potrebno je izvršiti detaljna ispitivanja i analize u smislu iskorišćenja geotermalnog potencijala opštine Doljevac Zaključak Cela Evropa teži da smanji energetsku zavisnost i pokušava da poveća svoju proizvodnju energije, a jedina mogućnost je znatno povećanje udela obnovljivih izvora energije u ukupnom energetskom bilansu. Srbija se nalazi u sličnoj energetskoj zavisnosti od uvoza i zbog toga je veoma važno hitno pristupiti povećanju primene geotermalne energije. U narednom periodu od desetak godina primenom geotermalne energije može se obezbediti preko 10% potreba za toplotnom energijom uz najniže investicije u poređenju sa drugim izvorima energije. Cena ove investicije može u celosti da se obezbedi ulaganjem stanovništva bez dodatnog zaduživanja države. Sve veća nepredvidivost cene energije dobijene iz fosilnih goriva, zagađenje životne sredine, kao i usklađivanje sa zakonodavstvom Evropske unije apeluje na hitnost uspostavljanja koherentne politike države u ovom polju i integrisanje mera za stimulaciju korišćenja geotermalne energije u energetsku strategiju i njeno sprovođenje. Neophodno je otpočeti sa medijskom kampanjom upoznavanja stanovništva sa prednostima korišćenja toplotnih pumpi za zagrevanje stambenog i poslovnog prostora. U isto vreme, treba osnovati centar za primenu toplotnih pumpi gde bi nekoliko modela i tipova toplotnih pumpi neprekidno bilo na raspolaganju širokoj javnosti radi direktnog i praktičnog upoznavanja sa načinom rada i razultatima. Država treba putem specijalnih konkursa da podstakne istraživački i razvojni ciklus koji bi vrlo brzo doveo do mogućnosti domaće proizvodnje toplotnih pumpi. EKOENERGO INŽENJERING 67

81 5. Energija biomase 5.1. Uvod Cilj ovog dokumenta jeste razmatranje potencijala kompletne Srbije, sa posebnim osvrtom na opštinu Doljevac radi definisanja kompletnih mogućnosti korišćenja resursa energije biomase. Takođe je neophodno definisanje mogućih načina korišćenja sa makar približnom procenom stepena korisnosti i veličine potrebnih ulaganja. Biomasa, kao izvor obnovljive energije, je organska supstanca biljnog ili životinjskog porekla (drvo, slama, biorazgradivi ostaci iz poljoprivredne proizvodnje, stajsko đubrivo, organski deo komunalnog čvrstog otpada). Biomasa se koristi u procesima sagorevanja ili konvertuje u sistemima koji proizvode toplotnu energiju, električnu energiju ili i toplotnu i električnu. Osim toga, biomasa se koristi za proizvodnju tečnih i gasovitih goriva bioetanola, biodizela i biogasa. Smanjuje se korišćenje fosilnih goriva, što takođe smanjuje emisiju štetnih gasova. Druga prednost su zalihe energije koje su nam na raspolaganju. Zalihe biomase su praktično neiscrpne. 4% 12% 18% 50% Biomasa Energija vetra Energija vode Energija sunca Ostalo 16% Slika 5-1: Relativna raspodela obnovljivih izvora energije Biomasa se deli na šest oblika: šumsku biomasu, biomasu iz drvne industrije, poljoprivrednu biomasu, biomasu sa životinjskih farmi, gradski otpad i energetske zasade. Šumsku biomasu čine ostaci i otpad koji nastaje pri redovnom održavanju šuma kao i ogrevno drvo. Iz šumskih ostataka se različitim hemijskim ili fizičkim procesima dobija konačni proizvod (električna ili toplotna energija i biogoriva.od šumske biomase za primenu u sistemima grejanja koristi se ogrevno drvo ili razni proizvodi koji se dobijaju obradom drveta i drvnih ostataka kao što su briketi i peleti. Biomasu iz drvne industrije čine ostaci i otpad pri rezanju, brušenju, blanjanju kao i pri drugim vrstama obrade drveta. Biomasu iz drvne industrije koristimo kao gorivo u kotlovima i kao sirovinu za proizvodnju briketa. Često je otpad koji opterećuje poslovanje drvnih industrija mnogo jeftinije i kvalitetnije gorivo od šumske biomase. EKOENERGO INŽENJERING 68

82 Slika 5-2: Briketi Slika 5-3: Peleti Biomasu sa životinjskih farmi se dobija anaerobnim putem (izmet od svih vrsta životinja i zelena masa) kao i spaljivanjem stelje i leševa (preradarske farme). 35% 30% 25% 20% 15% Poljoprivredna biomasa 27% Šumska biomasa 23% Otpad 30% Ostalo 20% 10% 5% 0% Slika 5-4: Relativna raspodela biomase Gradski otpad predstavlja zeleni deo recikliranog kudnog otpada, biomasa iz parkova i vrtova, mulj iz kolektora otpadnih voda. Gradski otpad zahteva velike investicijske troškove,ono predstavlja vredno gorivo koje sadrži značajne kalorične vrednosti, pa je njegovo zbrinjavanje metodom deponiranja i biološkom razgradnjom štetno u svakom pogledu. EKOENERGO INŽENJERING 69

83 Slika 5-5: Kumulativna CO2 neutralnost (ukoliko je seča usklađena sa prirastom ekološki je prihvatljivo) Energetske zasade predstavljaju biljke bogate uljem ili šećerom u velikim količinama kao što su topole, vrbe i jablan. Slika 5-6 i 5-7: Energetski zasadi Za korišćenje biomase kao OIE, potrebno je stvoriti odgovarajuće uslove i prevazići različite prepreke i probleme koji su podeljeni u šest kategorija: - sigurnost snabdevanja i obezbeđivanje sirovina - dozvole i saglasnosti - komuniciranje - nauka i tehnološki razvoj - finansijski i ekonomski aspekti - realizacija i praćenje. EKOENERGO INŽENJERING 70

84 5.2. Princip rada postrojenja Svako termoenergetsko postrojenje sastoji se od 4 glavna dela: kotla, turbine,kondenzatora i pumpe. Kod elektrana na biomasu i otpad specifično je da kao gorivo u kotao ulazi biomasa i otpad. U kotlu se odvija proces sagorevanja koji možemo podeliti na sagorevanje u fluidiziranom sloju i sagorevanje na rešetci. Postrojenja za izgaranje biomase i otpada mogu sagorevati mnoga otpadna goriva. Tehnologija sagorevanja pretvara biomasu u toplotnu energiju, a iz nje se pomoću određenih uređaja pretvara u nekoliko oblika potrebne energije kao što su: - električna energija, - topli vazduh,topla voda i - para Postoji nekoliko tehnologija za sagorevanje, a to su razna ložišta (u kojima se ujedno najjednostavnije sagoreva), kao i posebno građeni parni kotlovi za sagorevanje biomase. Slika 5-8: Primer rada postrojenja za biomasu Slika 5-9: Kotao za biomasu Altherm EKOENERGO INŽENJERING 71

85 5.3. Oblasti primene energije biomase U oblasti primene biomase za kombinovanu proizvodnju toplotne i električne energije, Srbija ima značajne mogućnosti, u koje spada i korišćenje briketa i peleta. Upotreba drvnog peleta i briketa je vrlo popularna u zemljama sa velikom preradom drveta, a danas se sve više ide na proizvodnju i upotrebu peleta i briketa od žetvenog ostatka. Šira upotreba briketa i peleta za grejanje u domaćinstvima (umesto električne energije), međutim, zahteva rešavanje većeg broja problema, među kojima su nepostojanje standarda za njihovu proizvodnju i niska cena struje. Anaerobne bakterije razlažu organsku materiju u odsustvu kiseonika i proizvode biogas kao produkt tog razlaganja. Najčešće korišćena organska materija za proizvodnju biogasa je stajsko đubrivo ili stajnjak. Primarne prednosti proizvodnje biogasa iz stajskog đubriva su: Prirodna reciklaža, dobijanje kvalitetnog đubriva za dalju primenu u poljoprivredi i izbegavanje neprijatnih mirisa stajnjaka. Pored ovih primarnih prednosti dobijeni biogas je vrlo koristan nusproizvod. Biogas se sastoji od oko 70% metana (CH4), i ostatka koga čine ugljen dioksid, ugljenmonoksid i azot. Ovaj relativni odnos gasova zavisi od obrađivanog materijala i postupka obrade. Biogas ima značajnu energetsku vrednost od oko 7 kwh/m 3 što ga čini vrlo isplativim i univerzalnim gorivom daleko isplativijim od ostalih fosilnih goriva. Tabela 5-1: Energija koja se dobija sagorevanjem 1 m 3 gasa Biogas Prirodni gas Propan Metan Vodonik 7 kwh 10 kwh 26 kwh 10 kwh 3 kwh 5.4. Resursi energije biomase u Srbiji Postoje brojne studije i projekti o utvrđivanju potencijala i mogućnosti za korišćenje biomase u Srbiji, koje su realizovali srpski univerziteti i instituti. Dobijeni rezultati se baziraju na raspoloživim podacima, koji nisu prikupljeni u skladu sa međunarodnom statističkom metodologijom za energetske resurse biomase (ERB), i oni su usvojeni kao zvanični. Zbog toga komunalni otpad nije uključen u procenu ERB. U skladu sa ovako dobijenim podacima, tehnički iskoristiv godišnji energetski potencijal biomase u Republici Srbiji iznosi oko 2,7 Mtoe. Energetski potencijal biomase od šumarstva i drvne industrije (seča drveća i ostaci od drveća proizvedeni u toku primarne i/ili industrijske prerade drveta) se procenjuje na približno 1,0 Mtoe, dok oko 1,7 Mtoe potiče od poljoprivredne biomase (poljoprivrednog otpada i ostataka iz ratarstva, uključujući i tečno stajsko đubrivo). Biomasa se tradicionalno koristi za proizvodnju toplotne energije, a potrošnja je u godini iznosila 0,3 Mtoe. Republika Srbija je postavila ciljeve za korišćenje biomase do i usvojila mere podsticaja za proizvodnju električne energije. Zainteresovanost za proizvodnju peleta je u porastu, s obzirom da je mogućnost izvoza najveća. Procenjuje se da bi godišnja proizvodnja peleta mogla da dostigne t u godini. Prema sadašnjim procenama, dominantan deo biomase iz drveta bi mogao da se koristi za proizvodnju peleta i proizvodnju toplotne energije, a poljoprivredna biomasa za kogeneraciju električne i toplotne energije i proizvodnju biogasa. Kao zemlja sa velikim površinama obradivog zemljišta i pod šumom, Srbija ima veliki potencijal za proizvodnju biomase. Biomasa učestvuje sa 63% u ukupnom potencijalu obnovljivih izvora energije (OIE). Šume pokrivaju oko 30% teritorije, a oko 55% teritorije je obradivo zemljište. Pored ostataka iz ratarstva, postoje velike mogućnosti za namensko uzgajanje biomase koje neće konkurisati proizvodnji hrane. EKOENERGO INŽENJERING 72

86 Redni broj Tabela 5-2: Potencijalne količine biomase u Srbiji Kultura Površina(10 3 ha) Prinos proizvoda Odnos (t/ha) mase 1 Pšenica : Ječam : Ovas : Raž 5 2 1: Kukuruz : Ukupno biomase (10 3 t) Semenski 6 kukuruz : Oklasak * 0 0 1: Suncokret :2 800 Ljuske 9 suncokreta 0 0 1: Soja : Uljana repica : Hmelj : Duvan 3 1 1: Voćnjaci Vinogradi Stajnjak ** UKUPNO * Masa oklaska je uračunata u masu kukuruzovine ** Masa tečnog stajnjaka nije uračunata u ukupnu količinu biomase U skladu sa preporukama nedavno realizovanih studija, najperspektivnije mogućnosti za korišćenje biomase u Srbiji su: - zagrevanje prostora u domaćinstvima i zgradama korišćenjem peleta ili - briketa od biomase, - kosagorevanje ili potpuna zamena težih ulja za loženje ili uglja kao goriva u toplanama, - proizvodnja električne energije korišćenjem ostataka iz poljoprivrede i od drveta i - proizvodnja biogoriva za transport. Vlada RS je postavila ciljeve za proizvodnju električne energije iz OIE - da do kraja godine poveća učešće električne energije proizvedene iz OIE za 2,2%, posmatrano u odnosu na ukupnu potrošnju električne energije u godini, i da zastupljenost biogoriva i ostalih goriva iz obnovljivih izvora na tržištu iznosi najmanje 2,2% u odnosu na ukupnu potrošnju goriva u transportu računato na osnovu energetskog sadržaja. Prema Uredbi o izmenama i dopunama Uredbe o utvrđivanju Programa ostvarivanja Strategije razvoja energetike Republike Srbije do godine za period od do godine, glavni ciljevi programa u vezi sa biomasom u Srbiji su: - efikasno korišćenje raspoloživih resursa za proizvodnju energije, - smanjenje emisije GESB, - smanjenje uvozne zavisnosti i - otvaranje novih radnih mesta. EKOENERGO INŽENJERING 73

87 Međutim, da bi se maksimalno iskoristili potencijali OIE u Srbiji, potrebno je unaprediti tržišne uslove. Slika 5-11: obradivo zemljište u Srbiji Slika 5-12: površine pod šumama u Srbiji SIGURNOST SNABDEVANJA I OBEZBEĐIVANJE SIROVINA Raspoložive količine biomase su presudne kada se odlučuje o načinu njenog korišćenja. Istovremeno, neophodno je obezbediti sigurno i dugoročno snabdevanje biomasom po prihvatljivim i konkurentnim cenama. Trenutno, raspoloživi potencijali se nedovoljno koriste pošto ne postoji organizovano sakupljanje biomase za energetske potrebe i odgovarajuća infrastruktura, kao i zbog nedovoljne svesti o različitim mogućnostima iskorišćenja biomase. Korišćenje biomase iz poljoprivrede i iz šumarstva i drvne industrije zavisi od dogovora sa većim brojem vlasnika poljoprivrednog zemljišta, šuma i pilana, što smanjuje pouzdanost i stvara probleme u snabdevanju biomasom. Biomasa se većinom koristi za grejanje domaćinstava. Postoje pozitivna iskustva sa primenom biomase u velikim pogonima, ali glavne prepreke su sigurnost nabavke i troškovi biomase. Neka preduzeća koriste sopstvenu biomasu. Tako se ostaci od drveta koriste u šumskim i drvno - prerađivačkim preduzećima, a ostaci iz poljoprivrede na farmama za proizvodnju toplotne energije. Postoje i primeri trgovine biomasom, ali bez ugovora za dugoročnu isporuku. Osim toga, cene za biomasu nisu jasno formirane i mogu značajno da variraju na različitim lokacijama i u vremenskim periodima. Istovremeno, proizvođači peleta većinom plasiraju svoje proizvode na strana tržišta zbog nedostatka odgovarajućih uređaja za njihovo sagorevanje na domaćem tržištu. U zemlji postoje kapaciteti za proizvodnju biogoriva, prvenstveno biodizela, kao i raspoloživo poljoprivredno zemljište za gajenje odgovarajućih sirovina. Neophodno je obezbediti sigurnu i dugoročnu vezu između proizvođača sirovina i vlasnika pogona za proizvodnju biogoriva definisanjem potrebnih količina sirovina i razvojem lanca snabdevanja, od nabavke sirovina do prodaje biogoriva. Proizvodnja biogoriva u dužem vremenskom periodu obezbedila bi ispunjenje ciljeva i uticala na smanjenje uvoza naftnih proizvoda, a određene količine bi mogle da se izvoze. Osim toga, usled velikih mogućnosti za korišćenje biomase u Srbiji, neophodno je pripremiti strategiju za povećanja proizvodnje poljoprivrednih kultura i pošumljavanje zemljišta. Ove aktivnosti moraju biti usklađene sa prelaskom na održivu proizvodnju biomase, korišćenje i plasman na tržište. EKOENERGO INŽENJERING 74

88 Tabela 5-3: Gornje toplotne moći drveta i kore Vrsta drveta Bukva Hrast Crna topola Smrča Jela Bor Gornja toplotna moć (MJ/kg) Zapreminska masa (kg/m 3 ) Drvo Kora Drvo Kora Nepostojanje zvanične procene raspoloživosti biomase prema međunarodno priznatoj metodologiji. Potencijal biomase u Srbiji je utvrđen na osnovu raspoloživih statističkih podataka o proizvodnji (npr. poljoprivrednih proizvoda), proceni ostataka uraznim granama industrije (npr. drvnoj industriji), kao i na osnovu raspoloživih podataka o drvnoj biomasi. Statistička metodologija prikupljanja podataka nije u skladu sa metodologijama koje se koriste u zemljama EU. U toku je projekat određivanja potencijala šumske biomase na osnovu kojeg će se dobiti precizniji podaci. Slični projekti će biti neophodni za određivanje potencijala biomase iz poljoprivrede. Potrebna je pomoć u pripremi predloga ovih projekata, pre svega, u pogledu metodologije i postupaka prikupljanja podataka. U Srbiji nije razvijeno pravo tržište sirovina od biomase. Ponuda i potražnja nisu u odovarajućoj ravnoteži i ne postoji efikasno tržišno regulisanje tokova biomase. Nacionalna i regionalne privredne komore bi trebalo da nađu mogućnosti da podrže razvoj tržišta biomase i formiranje berze. Razvoj domaćeg tržišta će uticati na veću proizvodnju biomase, proces sertifikacije i povećanje broja zaposlenih. Aktivnosti na tržištu moraju biti transparentne, a informacije sa tržišta dostupne svim glavnim akterima i učesnicima. Informacije sa tržišta o aktivnostima na berzi (promene cena, obim trgovanja, mesto prodaje, povezivanje učesnika, mogućnosti izvoza) moraju biti raspoložive na internet sajtu ili u adekvatnim publikacijama. Razvoj tržišta će biti podržan kroz usvajanje dodatnih podzakonskih dokumenata koji će omogućiti prevazilaženje postojećih administrativnih barijera (nepostojanje tehničkih standarda uključujući i listu sirovina i ostataka). Korišćenje biomase u energetske svrhe treba da se vrši tako da ne utiče negativno na bilo koju drugu mogućnost njene primene (biomasa kao hrana, na primer). Istovremeno, potrebno je da biomasa koja se koristi za energetske potrebe ima određene karakteristike, kako bi se osiguralo ispunjenje energetskih, ekoloških i drugih uslova. Da bi se izbegli problemi u funkcionisanju, neophodno je definisati vrste biomase koja može da se koristi za proizvodnju električne i toplotne energije, biogasa i biogoriva za transport, kao i kriterijume koje mora da zadovolji. To je važno i zbog usklađenosti sa kriterijumima održivosti i sprečavanja konkurencije sa proizvodnjom hrane i kultura koje se koriste u ishrani. DOZVOLE I SAGLASNOSTI Da bi se biomasa koristila, potrebno je obezbediti odgovarajuće saglasnosti, dozvole i sertifikate, kao što su: dozvolu za izgradnju postrojenja, sertifikat za uređaje ili biogoriva (pelete, biogoriva za transport). Investitori koji žele da ulažu u sektor biomase treba da dobiju jasne informacije o potrebnim dozvolama i procedurama. Postupak pribavljanja dozvola i saglasnosti treba pojednostaviti i realizovati u što kraćem vremenskom roku, a da se pri tom i dalje vodi računa o faktorima kao što su bezbednost postrojenja, ispunjenost energetskih i ekoloških zahteva, itd. Investitori treba da znaju koje institucije i na kom nivou su ovlašćene za izdavanje dozvola. Izgradnja postrojenja za proizvodnju električne energije iz OIE mora da bude u skladu sa Zakonom o planiranju i izgradnji (Službeni list Republike Srbije, br. 72/09). Taj postupak je vrlo složen i dugotrajan i sastoji se iz sledećih faza: - informacija o lokaciji - izdavanja lokacijske dozvole, pripreme tehničkih dokumenata (generalnog projekta, idejnog projekta, glavnog projekta, konačnog projekta i izvođačkog projekta, projekta izvedenog stanja), - tehničkog nadzora, EKOENERGO INŽENJERING 75

89 - zahteva za izdavanje građevinske dozvole, prijave početka izgradnje, pripreme gradilišta, - izgradnje - tehničkog pregleda postrojenja i upotrebnih dozvola. Postupak dobijanja građevinske dozvole i sertifikata za različite proizvode(uređaje i goriva) mora biti jasno definisan, kao i institucije koje učestvuju u njihovom izdavanju. Naročito je važno da se definiše spisak dozvola i potrebnih dokumenata (dozvole za lokaciju, tehnička dokumentcija, tehnički nadzor, građevinske dozvole, procene uticaja na životnu sredinu, upotrebne dozvole, povezivanja na mrežu, veza sa merama podsticaja za mala i velika postrojenja, kao i postrojenja za proizvodnju toplotne energije iz biomase, proizvodnju električne energije, proizvodnju i korišćenje biogasa, biogoriva, itd.) i odgovornosti institucija koje učestvuju u ovim aktivnostima (od nacionalnog do pokrajinskog i lokalnog nivoa). Postupke za dobijanje dozvola/sertifikata bi trebalo definisati za različite vrste postrojenja, uređaja/aparata i goriva, pri čemu proces uspostavljanja efikasnog i jasnog sistema za pribavljanje dozvola i saglasnosti treba da se bazira na iskustvima zemalja u EU. NEPOSTOJANJE OBAVEZE ZA SERTIFIKACIJU UREĐAJA I BIOGORIVA U Srbiji ima više proizvođača peći i kotlova koji koriste čvrsto gorivo (ugalj i drvo). Neki od domaćih proizvođača su razvili kotlove, kamine i peći za korišćenje određenih vrsta biomase (peleta, cepanica, kukuruza i bala slame) i uspevaju da prodaju svoje proizvode u inostranstvu, iako postoje razlike u kvalitetu u poređenju sa kvalitetom stranih uređaja/aparata (naročito u pogledu energetske efikasnosti - visoki gubici usled nepotpunog sagorevanja, i nivoa emisija toksičnih komponenti). Uređaji/aparati za korišćenje biomase (npr. peći i kotlovi) moraju da budu sertifikovani. Poblemi procesa sertifikacije su: nepostojanje nacionalnih standarda (mogli bi da se usvoje i koriste standardi EU) i odgovarajućih laboratorija za ispitivanje. Posledica ovoga je da na domaćem tržištu postoje različiti uređaji/aparati za sagorevanje biomase, ali oni nisu ispitivani u skladu sa odgovarajućim standardima. Osim toga, biogoriva (briketi, peleti i biogoriva za transport) moraju da zadovoljavaju kvalitet prema odgovarajućim standardima. Ne postoje jasni sistemi za definisanje kvaliteta proizvoda od biomase. Bolje definisanje kvaliteta proizvoda će koristiti poslovanju, sertifikaciji i mogućnosti plasiranja tih proizvoda na tržištu. Isti postupak sertifikacije mora se primenjivati za sva tržišta. U procesu sertifikacije treba koristiti međunarodna iskustva kako bi se izbegli problemi koje su imale druge zemlje u toku ovog procesa. U budućnosti, u skladu sa iskustvom zemalja EU, neophodno je razraditi sertifikaciju biomase u skladu sa kriterijumima održivosti. Ova sertifikacija treba da uključuje korišćenje biomase za proizvodnju električne i toplotne energije i biogoriva za transport. Uspostavljanje sistema sertifikacije u smislu održivosti predstavlja značajnu aktivnost zbog mogućnosti izvoza u zemlje EU. NAUKA I TEHNOLOŠKI RAZVOJ Energetski efikasno i ekološki prihvatljivo korišćenje biomase zahteva visok nivo znanja o raspoloživim tehnologijama i mogućnostima njihove primene, što mora da bude u skladu sa aktuelnim i budućim razvojem nacionalne industrije. Podizanje naučnog nivoa i razvoja tehnologija za biomasu predstavlja investicioni napor, ali je to izazov za nauku i tehnološki razvoj koji otvara mogućnosti nove proizvodnje. Nauka je značajna kao podrška domaćoj industriji, ali i za transfer međunarodnih tehnologija na domaće tržište. Istraživački instituti i univerziteti su se uključili u različte projekte i dobijeni su brojni rezultati. Međutim, primene tih rezultata nisu dostigle željeni nivo. U Strategiji naučnog i tehnološkog razvoja Republike Srbije za period od do godine, koja je u fazi javne rasprave, naglašen je značaj energetske efikasnosti i korišćenja OIE. Različiti akteri i investitori su zainteresovani za realizaciju projekata vezanih za biomasu, ali je potrebno i da oni razmenjuju znanje i iskustvo sa istraživačkim institucijama. Ovakav dijalog bi mogao da donese jasnije zaključke o tome koja je tehnologija prikladna za neke vrste biomase, uz što manji rizik. Istovremeno, rešavanje problema u praksi može da dovede do unapređenja postojećih i razvoja novih tehnologija. Različiti demonstracioni projekti bi mogli da se realizuju u širokom dijapazonu tema: od obezbeđivanja sirovina do korišćenja biomase u različitim postorojenjima i u različite svrhe. Javno prikazivanje dobijenih rezultata će podstaći ostale aktere da učestvuju u korišćenju EKOENERGO INŽENJERING 76

90 biomase i investicijama. Istraživanje i razvoj bi trebalo usmeriti prema neiskorišćenom potencijalu Srbije. Pri izboru istraživačkog pristupakoji treba slediti, treba uzeti u obzir i šta ostale zemlje rade u ovoj oblasti. Možda bi bilo primerenije koncentrisati se na istraživanja koja bi mogla da se plasiraju na tržište u kratkom roku. Osim toga, postoje istraživačko-razvojne institucije/istraživači sposobne za obavljanje istraživanja koja su različita od drugih zemalja, a koja su sa srednjoročnom mogućnošću primene u Srbiji. FINANSIJSKI I EKONOMSKI ASPEKTI Glavna prepreka za povećano korišćenje biomase za proizvodnju električne energije je niska cena električne energije. Usvojeni podsticaji za električnu energiju proizvedenu iz biomase su stvorili atraktivne uslove za investitore koji su zainteresovani za izgradnju ovih postrojenja. Što se tiče korišćenja biomase za proizvodnju toplotne energije, sadašnji uslovi opravdavaju upotrebu biomase umesto prirodnog gasa ili tečnih goriva. Ugalj, koji proizvodi mnogo veće zagađenje, je jeftin i ne postoji motivacija investitora da pređu sa uglja na biomasu. Finansijska i ekonomska podrška korišćenju biomase predstavlja složeno pitanje i neophodna je u periodu uvođenja. Prema iskustvu drugih zemalja, moglo bi se očekivati da period uvođenja traje od 5 do 10 godina kada će se steći uslovi za dalji samoodrživi razvoj sektora biomase. Razvoj sektora biomase nije moguć bez stranih investicija i različitih finansijskih i ekonomskih mera. Trenutno je pet različitih kreditnih linija namenjeno za obnovljivu energiju, uključujući i korišćenje biomase. U budućem periodu, moglo bi se očekivati da podsticaji Srbije za investitore budu među najboljima u regionu, imajući u vidu i period oslobađanja od plaćanja poreza na dobit preduzeća, poreske kredite za otvorena radna mesta, jednu od najnižih stopa poreza na dobit preduzeća u jugoistočnoj Evropi i jeftinu radnu snagu. Razlike u primeni, poštovanju i sprovođenju pravne regulative o emisijama i upravljanju otpadom u odnosu na zemlje EU Skoro svi akteri, i tržište i Vlada, saglasni su da je potrebno ujednačiti propise o upravljanju otpadom sa pravnom regulativom EU. Za Vladu ovo znači da i dalje mora da se garantuje visok nivo zaštite životne sredine kod upravljanja otpadom - na sve više internacionalizovanom tržištu otpada. Za poslovni sektor, pravila o otpadu moraju da budu jednoobrazna i ne smeju da dovode do nelojalne konkurencije, niti remete tržišne zakone Potencijal energije biomase opštine Doljevac Poljoprivredno zemljište opštine Doljevac zauzima površinu od km 2 (obradive površine i pašnjaka) Šume zauzimaju površinu od 20.5 km 2 ha. 63% obradive površine je pod ratarskim kulturama; povrtnjaci 12% livade - 10% vinogradi - 4% voćnjaci i pašnjaci 3%. Pošto ga karakteriše umerenokontinentalna klima sa veoma blagim zimama i umereno toplim letima, Doljevački kraj obiluje prirodnim lepotama koje su po svojoj raznolikosti i lepoti veoma retke. Zbog povoljnih prirodnih uslova poljoprivredna proizvodnja je raznovrsna i u njoj su zastupljene gotovo sve poljoprivrene kulture. Tako se od ha pod oranicama i baštama, po podacima Republičkog zavoda za statistiku za godinu: pod žitom nalazi ha, pod industrijskim biljem 2 ha, pod povrtarskim biljem ha, a pod krmnim biljem 509 ha obradivih površina. U strukturi ratarske proizvodnje, najviše je zastupljena proizvodnja pšenice, ječma i kukuruza pod kojima se nalazi ha obradivih površina. Gaje se isključivo na privatnim poljoprivrednim gazdinstvima, a prinosi ratarskih kultura variraju po godinama, zavisno od klimatskih uslova, jer ne postoji organizovano navodnjavanje površina pod ovom kulturom. Prosečni prinosi i pšenice i kukuruza su znatno ispod proseka u odnosu na Centralnu Srbiju. Prosečan prinos kukuruza u godini u opštini Doljevac u odnosu na Centalnu Srbiju na nivou od svega 31,30%, a u odnosu na Nišavski okrug 57,80%. Razloge treba tražiti pre svega u proizvodnji na pretežno privatnim poljoprivrednim gazdinstvima koji se odlikuju usitnjenim posedima, niskom tehničnom i tehnološkom opremljenošću, nepostojanjem organizovanog sistema navodnjavanja, nepovoljnom starosnom strukturom poljoprivrednog stanovništva i sl. Solidne zemljišne površine, uz povoljne klimatske uslove i kvalitetnu primenu agrotehničkih mera, pružaju dobre predpostavke za raznovrsniju i kvalitetniju voćarsku, stočarsku, ratarsku, pa i šumarsku proizvodnju. U ratarskoj proizvodnji i dalje dominiraju žitarice. Dominantna delatnost u opštini je poljoprivreda, dok su ostale delatnosti manje zastupljene. Od ostvarenog nacionalnog dohotka, po popisu 2002 god. od 650 miliona dinara, od poljoprivrede je ostvareno 439 EKOENERGO INŽENJERING 77

91 miliona dinara tj. 67,5%, a od svih ostalih delatnosti 32,5%. Dominantno mesto u poljoprivrednoj proizvodnji zauzima gajenje pšenice i kukuruza, a tradicionalno je ovaj kraj poznat po gajenju ranog povrća, bostana, krompira. Značajno mesto u poljoprivrednoj proizvodnji zauzima i gajenje povrća koje je u godini bilo zastupnjeno na ha, gde su uzgajane skoro sve povrtarske kulture: krompir, pasulj, bostan, paprika, paradajz i dr. Tradicionalno je jedan broj sela sa ovog područja na daleko poznat po proizvodnji ranih papričica, bostana, krompira i još nekih povrtarskih kultura. Prinosi povrtarskih kultura, konkretno pasulja i krompira, koji se vode u statističkoj evidenciji takođe variraju. Poznati problemi su sledeći: - korišćenje poljoprivrednog zemljišta suprotno njegovim ekološkim svojstvima raznolikost poljoprivrednih kultura na malom prostoru; pojava zapuštenih poljoprivrednih dobara - nepovoljna struktura poljoprivrednih gazdinstava uzrokovana usitnjenošću posedovne strukture, - stalna depopulacija radno sposobnog stanovništva na delu teritorije, - zastupljenost staračkih domaćinstava na poljoprivrednom gazdinstvu, - neodgovarajuća opremljenost gazdinstava i nerazvijena infrastruktura, - nedovoljna ulaganja u proteklom periodu kao i tehničko-tehnološko zaostajanje, - slabosti u organizovanju otkupa poljoprivrednih proizvoda i nedovoljna povezanost sa prerađivačkom industrijom, - smanjenje obima proizvodnje posebno u stočarstvu, - neselektivna i prekomerna upotreba herbicida, pesticida i drugih hemikalija VINOGRADI 4% VOĆNJACI 3% KRMNO BILJE 5% POVRTNO BILJE 12% LIVADE 10% ŽITO 63% PAŠNJACI 3% LIVADE 10% PAŠNJACI 3% ŽITO 63% POVRTNO BILJE 12% KRMNO BILJE 5% VOĆNJACI 3% VINOGRADI 4% Slika 5-13: Poljoprivredno zemljište prema načinu korišćenja na teritoriji opštine Doljevac EKOENERGO INŽENJERING 78

92 PŠENICA KUKURUZ PASULJ KROMPIR DETELINA LUCERKA LIVADE PAŠNJACI Prosečan prinos na području opštine (kg/ha) Prosečan prinos u centralnoj Srbiji (kg/ha) Prosečan prinos u Nišavskom okrugu (kg/ha) Slika 5-14: Prosečan prinos ratarskih kultura na teritoriji opštine Doljevac Ukupno obrasla šumska površina na teritoriji opštine Doljevac, iznosi 1617 ha, što je svrstava na poslednje mesto sa 2% učešća u okrugu. Sastojine su prema poreklu razvrstane na: - Visoke sastojine - nastale generativnim putem (iz semena) - Izdanačke sastojine - nastale vegetativnim putem (iz izdanaka i izbojaka) poznate još i kao panjače - Veštački podignute sastojine - nastale sadnjom sadnica ili setvom semena - Šikare - najčešće nastale negativnim dejstvom antropogenog faktora - Šibljaci - najčešće edafski i orografski uslovljeni Opšte stanje šuma sagledava se prevashodno kroz stepen očuvanosti očuvanih šuma, razređenih, devastiranih, šikara i šibljaka, ali i prosečnu zapreminu i zapreminski prirast. Na teritoriji opštine Doljevac su izrazito dominantne lišćarske vrste drveća, mada je konstatovano prisustvo i drugih vrsta. Svaki šumski kompleks je multifunkcionalan. Sagledavajući prioritetne potrebe određuje se i osnovna namena šuma, a prema tome se određuju i ciljevi gazdovanja i primenjuju mere budućeg gazdovanja, kao i radovi koji će se izvoditi u toku narednog perioda. Na teritoriji opštine Doljevac najzastupljenija je namenska celina za proizvodnju tehničkog drveta, koja je po površini u odnosu na Moravsko šumsko područje zastupljena sa 0,1% (93,36 ha), po zapremini 0,1% (9534,4 m 3 ), a po tekućem zapreminskom prirastu 0,2%, (270,5 m 3 ). Prosečna zapremina ove namenske celine je 167,9 m 3 /ha, a prosečni tekući zapreminski prirast iznosi 4,4 m 3. EKOENERGO INŽENJERING 79

93 Opština (km2) Udeo u ukupnoj površini opštine (%) 20 0 Ukupna površina Poljoprivredna Šume i šumsko površina zemljište Izgrađeno zemljište Ostalo zemljište Slika 5-15: Struktura zemljišnih površina (2007 godina) na teritoriji opštine Doljevac U stočnom fondu je veliki broj goveda, ovaca, svinja, konja i naročito živine. Stočarska proizvodnja u Opštini Doljevac se odvija u velikom broju gazdinstava sa malim brojem grla i ima uglavnom naturalni karakter. Na teritoriji Opštine Doljevac stočarstvo se gotovo potpuno nalazi u rukama seljaka, a odlikuje se brojnim greškama u ishrani i nezi, reprodukciji, kao i pri selekciji. 3% 7% 2% 88% Goveda Svinje Ovce Živina Slika 5-16: Stočni fond opštine Doljevac Pod voćem se 2007 god. nalazilo 277 hektara i najzastupljenije kulture su jabuka, višanja i šljiva. Grožđe se gajilo na svega 10 hektara, jer je njegovo gajenje u zadnjoj deceniji bilo skoro nerentabilno. Broj rodnih stabala voća, odnosno rodnih čokota grožđa oscilira, s tim što se zapaža trend povećanja rodnih stabala jabuka, smanjenje rodnih stabala šljiva, kao i smanjenje rodnih čokota grožđa. Prinosi voća i grožđa, takođe, variraju po godinama, u zavisnosti od klimatskih uslova, ali primećujemo da su prinosi voća znatno viši od prinosa istih u Nišavskom okrugu, osim prinosa grožđa koji su na nivou prinosa u Nišavskom okrugu, a niži od proseka u Centralnoj Srbiji. Na teritoriji opštine Doljevac ne postoje iskustva sa primenom ove energije iako postoje veliki potencijali. Konkretna mogućnost za korišćenje energije biomase data je sledećim primerom: Ukoliko je potrebno dimenzionisati npr. termoelektranu koja od 10MW koja koristi brikete biomase napravljene od poljoprivredne biomase. EKOENERGO INŽENJERING 80

94 U toku godine pojavljuju se dva glavna intervala za mogući otkup poljoprivredne biomase. Prvi bi bio u mesecu julu kada se sa njiva skida pšenična slama i drugi u septembru kada bi se vršio otkup balirane kukuruzovine. Prednost izdvojenih pogona za otkup je u tome što bi se paralelno vršio otkup direktno u sirovinskom sektoru. To garantuje veliku količinu otkupljene i propisno uskladištene biomase. Time bi bilo obezbeđeno garantovano i stabilno snabdevanje termoelektrane u toku proizvodnje. Paralelno sa otkupom sirovine u pogonima bi se vršila prerada i briketiranje biomase. Kao proizvod bi se dobijao industrijski briket prečnika 90 mm koji sadrži u proseku 10% vlage. Prednosti briketirane biomase: - Smanjena zapremina 7 do 10 puta - Smanjena količina vlage od 5 do 10% - Konstantna količina vlage 10% - Manji procenat letećeg pepela pri sagorevanju - Jednostavnija zaštita od požara - Kontrolisano sagorevanje - Jeftiniji transport i skladištenje - Jednostavna manipulacija - Veliki tržišni potencijal Prosečna toplotna moć briketa sa 10% vlage iznosi 16,50 MJ/kg, dok je donja toplotna vrednost prosečno 15,50 MJ/kg. Ovaj podatak je jedan od ključnih kod proračuna mogućih kapaciteta termoelektrana. Takođe se na osnovu donje toplotne vrednosti mogu obračunati finansijski parametri mogućih projekata. Proizvodna linija za industrijski briket se sastoji iz transportne trake za ulaz sirovine, grubog mlina za biomasu, finog hamer mlina za usitnjavanje biomase na veličinu od 3 do 5 mm, sistem ciklona za filtriranje i otprašivanje usitnjene sirovine, silosa za prihvat obrađene sirovine, četiri mehaničke briket prese svaka kapaciteta po 1,8 t/h što nam daje ukupan proizvodni kapacitet pogona od 7,2 t/h. Proizvedeni briket bi se skladištio u magacinima za gotov proizvod koji se nalaze u okviru pogona za otkup i briketiranje. Za manipulaciju i utovar briketa koristile radne mašine utovarivači, dok bi se za prevoz do prihvatnog skladišta u termoelektrani koristili kamioni kiperi nosivosti do 30 tona. U termoelektranama se vrši konverzija toplotne energije u električnu. Sagorevanjem biomase se oslobađa toplotna energija koja u kotlu generiše vodenu paru. Prilikom ekspandiranja vodene pare u turbini nastaje mehanička sila koja se pomoću elektrogeneratora pretvara u električnu energiju. Stepen iskorišćenja je projektovanih 20% dok bi povećanjem temperature i pritiska pare u blokovima novije generacije stepen iskorišćenja mogao da ide i od 30%. Prednost sagorevanja biomase je u potpunom sagorevanju, maloj količini pepela, niskom procentu SO2 i CO2 neutralnom statusu. Ovi podaci ukazuju da su termoelektrane na biomasu ekološki prihvatljive uz minimalni uticaj na životnu sredinu. Proizvedenu električnu energiju otkupljuje Elektroprivreda Srbije, a u skladu sa uredbom o merama podsticaja za proizvodnju električne energije korišćenjem obnovljivih izvora energije koju je usvojila Vlada Republike Srbije od godine. Definisana cena za otkup električne energije dobijene iz biomase iznosi 11,40 c /kwh (bez PDV-a). Analizom ukupnog kapaciteta sirovinskog sektora koji iznosi preko pola miliona tona biomase godišnje dolazimo do zaključke da količina raspoložive sirovine višestruko prevazilazi potrebe ovog projekta. Sledeći parametar je realni kapacitet proizvodnje briketa koji ukupno pogon iznosi 7.2 t/h. Uzimajući minimalnu energetsku vrednost bio briketa od 15,50 MJ/kg i stepen iskorišćenja u termoelektrani u iznosu od 20% možemo da izračunamo maksimalni energetski potencijal bio goriva izražen u MWh. Ptotal = ((15,50MJ/kg*0.28) 80%) * 7.2t/h = 25MWh EKOENERGO INŽENJERING 81

95 Iz prikazanog proračuna vidimo da energetski potencijal sirovinskih pogona prevazilazi instalisan kapacitet termoelektrane za 25%. Upravo ova rezerva proizvodnog kapaciteta osigurava pouzdano snabdevanje termoelektrane biogorivom. Ako se u proizvodnji pojavi višak briketa moguće je isti prodati na tržištu po ceni od 100 /t. Naredna tabela prikazuje osnovne podatke termoelektrane na osnovu kojih se može izračunati ukupna proizvodnja električne energije na godišnjem nivou. Kada navedene parametre uvrstimo u proračun dobijamo konkretan iznos proizvedene električne energije GWh = ((4,35 MW/t 80%) * 27,6 t * 6500 h) 10% Na osnovu izračunate ukupne proizvodnje može se uraditi finansijska analiza celokupnog projekta. Uz detaljne proračune možemo utvrditi opravdanost ulaganja i vreme otplate investicije za jednu termoelektranu Biogas Očekivani podaci Nominalni kapaciteti elektrane 10MWe Broj radnih sati godisnje 6500h Stepen efikasnosti postrojenja 20% Sopstveni utrošak električne energije 10% Ukupna proizvodnja godišnje 62.5 GWh Donja energetska vrednost biomase 4.35 MW/t Potrošnja biomase 27.6 t/h Ukupna potrošnja biomase godišnje t Gubici prilikom rukovanja biomasom 5% Biogas se proizvodi u digestorima. Najjednostavniji digestori masovno se grade u Kini, Indiji i Brazilu gde se on koristi za grejanje i kuvanje u seoskim domaćinstvima. Jednostavan digestor pravi se tako što se u zemlji iskopa rupa i obloži ciglom ili plastičnim folijama i prekrije ciradom ispod koje se skuplja metan. Stajnjak se kanalima dovodi direktno iz staje. Savremeniji oblici grade se od betona, čeličnog lima ili plastike sa različitim stepenima automatizacije. Postoje dva osnovna tipa digestora i to su periodični i kontinualni. Kod periodičnih digestora posle njegovog punjenja stajnjak se dvadesetak dana podvrgava dejstvu mikroorganizama. Tako se složene organske materije (belančevine i ugljovodonici) cepaju na manje prosta jedinjenja. Te produkte razlaganja tada počinju da koriste metan bakterije i kao rezultat dobija se biogas i kvalitetno đubrivo. Po završetku procesa izdvajanja metana đubrivo se vadi iz digestora i u njega se ubacuje nov stajnjak čime se prekida i započinje nov proces koji će tek kroz dvadesetak dana početi da daje biogas. Kod kontinualnog digestora stalnim dodavanjem svežeg stajnjaka, proces se ne prekida čime se obezbeđuje kontinualno snabdevanje biogasom. Karakteristika dobijenog đubriva je da u njemu više nema semena, pogotovo korovskih biljaka koje bi đubrenjem dospelo na njive. Proizvodnja biogasa će se odvijati sve dok su ispunjeni svi neophodni uslovi od kojih je održavanje stalne temperature najvažnije. Optimalna temperatura je 32 do 35 C pri kojoj proces izdvajanja biogasa traje od 18 do 22 dana. Savremeni digestori su vertikalnog ili horizontalnog tipa i izrađeni su od čeličnog nerđajućeg lima. Automatskim upravljanjem obezbeđuje se stabilna temperatura, donošenja svežeg stajnjaka, mešanje, odvođenje biogasa i iznošenje prerađenog đubriva. Za dobijanje jednog kubnog metra biogasa na EKOENERGO INŽENJERING 82

96 atmosferskom pritisku potrebno je oko 10 do 12 kilograma tečnog stajnjaka koji treba da sadrži oko 4 do 10% suve materije. Domaće životinje čiji se tečni stajnjak može ekonomično koristiti za proizvodnju biogasa i organskih đubriva su: krave muzare, goveda u tovu, svinje u tovu, koke nosilje i pilići u tovu. Za ekonomičan rad i isplativost investicije u nabavku savremenog digestora za proizvodnju biogasa potrebno je obezbediti stajnjak od oko 100 do 120 goveda ili svinja. Sa tom količinom stajnjaka bi se obezbedila kontinualna proizvodnja od oko 150 m 3 biogasa dnevno. Ta količina biogasa omogućava da se dnevno proizvede 400 kwh toplotne energije, 210 kwh električne energije, 3 m 3 tečnog organskog đubriva i 10% suvog organskog đubriva. Cena jednog ovakvog potpuno automatizovanog postrojenja je oko što ga čini isplativim u roku od 3 do 4 godine. Postoje rešenja sa manjim stepenom ekonomičnosti za sasvim male kapacitete namenjena seoskim domaćinstvima. Slika 5-17: Shema procesa i postrojenja za preradu stajnjaka i dobijanje organskog đubriva i biogasa Sakupljanja biogasa rešava se na dva načina: - sakupljanje pod atmosferskim pritiskom u meh od plastične folije u okviru samog digestora - sakupljanje pod pritiskom u rezervoarima ili cisternama pomoću gasnih pumpi Veće farme ili nekoliko manjih stočarskih farmi ili domaćinstava mogu da obezbede kontinualno snabdevanje električnom energijom pomoću male električne centrale koja se sastoji od motora koji troši biogas i elektrogeneratora. Osnovne prednosti korišćenja biogasa su: - sagorevanje bez štetnih produkata - velika energetska efikasnost - jednostavan postupak proizvodnje - ekološki čista tehnologija sa korisnim nusproduktima (đubrivo) Prilikom projektovanja i eksploatacije industrijskih automatski upravljanim procesima dolazi do niza teškoća i drugačijih ekonomskih računica prvenstveno zbog nepoznavanja parametara materijala za definisanje zakonitosti svih složenih procesa koji se događaju u postupku fermentacije. Takođe viša cena tako automatizovane opreme smanjuje ekonomičnost u poređenju sa cenom dobijenih proizvoda. Problem je posebno otežan činjenicom da se u našim uslovima pitanje ekonomičnosti rešava skoro isključivo na bazi vrednosti energija supstituisanih energetskim potencijalom proizvedenog gasa, bez praktičnih mogućnosti vrednovanja ostalih efekata. EKOENERGO INŽENJERING 83

97 Primer iskorišćenja životinjske biomase možemo videti na primeru novootvorenog Holandskog postrojenja za biomasu. Fabrika koja je locirana u mestu Moerdijk koristi tona živinskog otpada godišnje za generisanje 270 miliona KWh godišnje što je dovoljno za napajanje domaćinstava Zaključak Trenutno stanje primene biomase u Srbiji pa i u opštini Doljevac, je takvo da se u poslednjih petnaest godina skoro ništa nije uradilo sem na inicijativu koju možemo zanemariti. Cela Evropa teži da smanji energetsku zavisnost i pokušava da poveća svoju proizvodnju energije, a jedina mogućnost je znatno povećanje udela obnovljivih izvora energije u ukupnom energetskom bilansu. Srbija se nalazi u sličnoj energetskoj zavisnosti od uvoza i zbog toga je veoma važno hitno pristupiti povećanju primene energije biomase. U narednom periodu od desetak godina primenom biomase može se obezbediti preko 15% potreba za toplotnom energijom uz najniže investicije u poređenju sa drugim izvorima energije. Cena ove investicije može u celosti da se obezbedi ulaganjem stanovništva bez dodatnog zaduživanja države. Sve veća nepredvidivost cene energije dobijene iz fosilnih goriva, zagađenje životne sredine, kao i usklađivanje sa zakonodvstvom Evropske unije apeluje na hitnost uspostavljanja koherentne politike države u ovom polju i integrisanje mera za stimulaciju korišćenja biomase u energetsku strategiju i njeno sprovođenje. Neophodno je otpočeti sa medijskom kampanjom upoznavanja stanovništva sa prednostima korišćenja biomase u individualne svrhe. Potrebno je izvršiti finansijsku projekciju primene biomase u javnim ustanovama i individualno kao, i usvojiti strategiju razvoja u ovoj oblasti. Neophodno je i sagledati mogućnosti finansiranja ovih projekata, kako od same lokalne samouprave, tako i od privatnih investitora kojima bi se određenim podsticajnim merama omogućile subvencije. EKOENERGO INŽENJERING 84

98 6. Hidroenergetski potencijal Uvod Male hidroelektrane su postrojenja u kojima se potencijalna energija vode (transformisana energija sunčevog zračenja) najpre pretvara u kinetičku energiju njenog strujanja (u statoru turbine), a zatim u mehaničku energiju (u rotoru turbine) prenosa vratila turbine i konačno, u električnu energiju u generatoru. Za male hidroelektrane se smatra da nemaju nikakav štetan uticaj na okolinu, za razliku od velikih čija se štetnost opisuje kroz velike promene ekoloških karakteristika, uticaji na tlo, plavljenje, uticaj na slatkovodni živi svet, povećana emisija metana i postojanje štetnih emisija u čitavom životnom ciklusu hidroelektrane koje su uglavnom vezane za period izgradnje elektrane, proizvodnje materijala i transport. Danas se za tehnologiju vezanu za hidroenergiju, koja se smatra obnovljivim izvorom energije, može reći da je tehnički najpoznatija i najrazvijenija na svetskom nivou, sa izuzetno velikim stepenom korisnog dejstva i 22% svetske proizvodnje električne energije dolazi iz malih i velikih hidroelektrana. U Srbiji je korišćenje obnovljivih izvora tema koja je u razvoju, ali daleko od neophodno potrebnog tempa i intenziteta praćenja i razvoja. Proces pridruživanja EU već zahteva usklađivanje energetske politike Srbije i utvrđivanje ciljeva za udeo obnovljivih izvora u ukupnoj proizvodnji električne energije (ovi ciljevi moraju biti iskazani numerički i oročeni vremenski). U praksi, ovi ciljevi su veoma različiti, u zavisnosti od uslova u zemlji, a najviše od postojanja velikih hidroelektrana. Primera radi, Bugarska je za cilj do odredila 22%, Rumunija 30%, Belgija 6%, dok je u Austriji cilj dostići 78%. EU nema posebna merila za procenu ovih ciljeva i zemlja koja traži pristupanje mora da dokaže da je njen cilj razuman u odnosu na njena prirodna bogatstva. Trenutni udeo energije iz obnovljivih izvora u Srbiji je oko 6% (uključujući velike hidroelektrane) i predviđa se da će ostati stabilan do godine. Strategija razvoja energetike do godine predviđa da ukupni udeo novih obnovljivih izvora (bez velikih hidrocentrala) u ukupnoj primarnoj energetskoj potrošnji treba da se podigne sa nula na 1,1% u godini, dok udeo u ukupnoj finalnoj potrošnji energije treba da se poveća na 1,5-2% u periodu od godine. Imajući u vidu geomorfološke i hidrološke uslove u Srbiji, može se reći da ukupni raspoloživi vodni potencijal nije uopšte za zanemarivanje, kao i da Srbija spada u vodom bogate regione Evrope. U pogledu mogućnosti povećanja instalisanih kapaciteta, hidrocentrala Srbija ima značajne mogućnosti. Pored prostora za izgradnju nekoliko velikih hidrocentrala, postoji i više stotina potencijalno interesantnih lokacija za izgradnju malih hidrocentrala. Međutim, da bi se postojeći potencijal iskoristio neophodno je preduzeti niz konkretnih mera od strane države, prevashodno na polju olakšavanja pribavljanja svih potrebnih dozvola, te na polju subvencionisanja proizvođača električne energije iz obnovljivih izvora. Orijentacija na korišćenje malih hidropotencijala zahteva da se prilikom razrade dugoročne razvojne politike utvrde raspoložive energetske mogućnosti malih vodotoka, ali bez izrade odgovarajuće teh. dokumentacije to je nesagledivo. Neki autori tvrde da mali energetski potencijali iznose 5-7%, a drugi oko 10% ukupnog energetskog potencijala zemlje. Te se procene stalno menjaju i zavise od toga kako definišemo gornju instalisanu snagu MHE. Potencijal malih vodotokova, na kojima se mogu graditi male hidroelektrane, iznosi oko 0,4 miliona ten - ili 3% od ukupnog potencijala obnovljivih izvora u Srbiji. Male hidroelektrane, Prema pozitivnoj zakonskoj regulativi Republike Srbije, su energetski objekti snage do 10 MW i spadaju u kategoriju povlašćenih proizvođača energije. EKOENERGO INŽENJERING 85

99 Iskorišćenjem ukupnog energetskog potencijala malih hidroelektrana moguće je proizvesti oko 4,7% od ukupne proizvodnje električne energije u Republici Srbiji ( GWh/god ostvareno u godini) i oko 15% sadašnje proizvodnje električne energije u hidroelektranama ( GWh/god). Energetski potencijal vodotokova i lokacije za izgradnju malih hidroelektrana određene su svojevremeno, dokumentom Katastar malih hidroelektrana na teritoriji SR Srbije van SAP" iz godine, koji su za potrebe JP Združene elektroprivrede izradili Energoprojekt - Hidroinženjering" i Institut Jaroslav Černi" (u daljem tekstu: Katastar MHE), kao i katastrom malih hidroelektrana u Autonomnoj pokrajini Vojvodini, u kome je obrađeno 13 hidroelektrana ( Hidroinvest" DTD, godine). Moguće je graditi ove objekte i na drugim lokacijama uz saglasnost Ministarstva rudarstva i energetike u pogledu maksimalnog iskorišćenja energetskog potencijala vodotokova i saglasnosti drugih nadležnih ministarstava i institucija. Pojam i definicija MHE U literaturi se mogu naći razni podaci o tome kako definisati MHE. Gotovo se ne može naići na dve zemlje sa identičnom podelom. Osnovni parametri, koje bi trebalo koristiti u klasifikaciji MHE jesu: - instalisana snaga agregata - vrsta agregata u odnosu na turbinu i način rada - broj obrtaja - način rada u odnosu na opšti energetski sistem - instalisani pad, itd. Prema snazi turbine imamo podelu na mikro turbine snage do 100 kw, mini turbine snage do 1 MW i male ili srednje turbine snage do 10 MW. Takođe, prema raspoloživom padu i snazi imamo podelu koja je prikazana u tabeli. Tabela 6.1:Podela MHE Tip HE Snaga (Kw) Pad (m) mali Pad (m) srednji Pad (m) veliki Mikro HE do 50 ispod preko 50 Mini HE ispod preko 100 Male HE ispod 25 preko 130 Podela MHE prema raspoloživom padu prihvaćena je u većini zemalja koje su prema instalisanom padu definisale opremu. Tako, na primer, jedan broj proizvođača elektromašinske opreme u SAD proizvodi standardizovane agregate u koje se uključuje turbina, sinhroni generator sa sistemom automatske regulacije, ulazni ventil, kontrolna ploča za max. padove od 15 m i snage od 10 do 5000 kw. MHE se, dalje, dele: a) Prema zahvatu: protočna s bočnim zahvatom iz glavnog vodotoka, sa akumulacijom-branom, sa dnevnim, nedeljnim, godišnjim ili višegodišnjim izravnjavanjem b) Prema regulisanosti protoka: MHE sa protokom koji se može podešavati-regulacija protoka na ulazu u turbinu (ručna ili automatska) sa stalnim protokom, bilo zbog stvarne prirode opterećenja, ili uništavanjem viška energije c) Prema povezanosti sa mrežom i načinom rada: EKOENERGO INŽENJERING 86

100 - izolovane elektrane - samostalni rad - elektrane vezane na mrežu - paralelni rad - elektrane koji rade pod režimom ±on - off± - elektrane u kojima radi jedna, dve ili više jedinica - elektrane koje rade po potrebi, u zavisnosti od potrošnje d) Prema instalisanoj snazi HE za naše uslove - džepne HE do 20kW - mini HE od 20 do 500kW - male HE od 0.5 do 1MW - male HE od 1 do 3 MW - srednje HE od 3 do 10 MW - velike HE preko 10MW Prema načinu upravljanja postrojenja mogu biti automtska i poluautomatska. Raznolikost u građenju hidropostrojenja izazivaju terenske prilike, odnosno konfiguracija terena, tako da ne postoje dva istovetna postrojenja. Prema terenskim prilikama i smeštaju postrojenja, razlikuju se dve osnovne grupe: - hidropostrojenja sa mašinskom zgradom izvan rečnog korita (sa kanalima ili cevovodima) - hidropostrojenja sa mašinskom zgradom smeštenom u samo korito reke (pribranske). Slika 6-1: primer postrojenja sa derivacijom Slika 6-2: primer pribranskog postrojenja Mala hidroelektrana u sebi sadrži sve objekte i delove koji služe za sakupljanje, dovođenje i odvođenje vode, za pretvaranje mehaničke u električnu energiju, za transformaciju i razvod električne energije. EKOENERGO INŽENJERING 87

101 Slika 6-3: Shematski prikaz elemenata male hidroelektrane - Brana ili pregrada je osnovni deo hidrotehničkog sistema hidroelektrane, a funkcija joj je skretanje vode s prirodnog toka prema zahvatu, povećanje dubine vode kako bi dobili što veći pad i ostvarivanje akumulacije vode. - Zahvat vode je struktura koja usmerava vodu prema dovodu, odnosno prema turbini. Postoje primeri zahvata ispod i iznad površine vode. Zadatak zahvata je da potrebnu količinu vode usmeri prema dovodu vode ili direktno prema cevovodu, pod pritiskom a da pritom bitno ne ugrozi okolinu, i da ne zahteva posebna održavanja. Prema današnjim ekološkim standardima zahvati imaju sisteme za odvraćanje riba od zahvata i prolaze za ribe. - Dovod vode je deo sistema koji spaja zahvat sa vodenom komorom. Može biti izveden kao otvoreni kanal ili zatvoreni tunel. Otvoreni dovod (kanal) može biti izveden u obliku trapezoida, pravougaonika, trougla ili polukružno. Protok kroz kanal zavisi od vrste materijala od kojeg je izrađen (zemlja, čelik, drvo ili beton) od čistoće kanala i od oblika kanala. Zatvoreni dovod (tunel) može biti izveden kao gravitacioni ili pritisni. Kod gravitacionih tunela voda ne ispunjava celi tunel, pa se protok reguliše na zahvatu, dok kod pritisnih tunela voda ispunjava celi poprečni presek, pa se ne treba uticati na zahvat za promenu protoka. - Taložnica ima zadatak da spreči uvlačenje krupnijih frakcija nanosa u dovodne organe, pošto nanos svojim abrazivnim delovanjem znatno smanjuje vek trajanja turbina i habanjem radnog kola znatno umanjuje njihove radne karakteristike. - Riblja staza - Projektovanje riblje staze vrši se prema vrsti ribe u reci na kojoj se gradi MHE. Međutim, nije bitna samo vrsta ribe već postoji čitav niz zahteva koji su bitni za stvaranje dobrih uslova za prelazak ribe iz zone ispred vodozahvata u zonu iza vodozahvata. - Vodena komora nalazi se na kraju odvoda, a služi za regulaciju prilikom promene opterećenja. Kada je dovod izveden kao gravitacioni tunel vodena komora mora imati odgovarajuću zapreminu kako bi se u njoj mogle sačuvati veće količine vode, a kada je tunel pod pritiskom dimenzije komore moraju biti takve da pritisak u dovodu ne poraste preko dopuštene granice. - Cevovod pod pritiskom dovodi vodu do turbina iz vodene komore ili direktno sa zahvata vode, a karakterističan je po materijalu, razmeri, debljini syida i tipom spajanja pojedinih delova. Prečnik se bira tako da se gubici zbog trenja smanje na prihvatljivu meru dok se debljina zida cevi bira tako da je cevovod otporan na hidrauličke pritiske. Danas postoji širok izbor materijala za izradu cevovoda, zavisno od pada. Za velike padove koristi se zavareni čelik, dok su za male i srednje padove čelik i gvožđe manje poželjni jer se unutrašnji i spoljašnji sloj zaštite ne smanjuje sa smanjenjem debljine zidova usled manjeg pritiska. Zato se na manjim i srednjim padovima koriste još i polietilenski, pvc, betonski i azbestno-betonski cevovodi. Na ulazu u cevovod pod pritiskom nalazi se uređaj kojim se može sprečiti dalje proticanje vode u slučaju pucanja cevi. Ispred glavnog uređaja redovno se EKOENERGO INŽENJERING 88

102 postavlja i pomoćni, koji omogućava bilo kakve radove na glavnom bez potrebe za pražnjenjem sistema. - Vodene turbine pretvaraju kinetičku energiju strujanja vode u mehaničku energiju vrtenja rotora turbine, odnosno generatora. Turbine se zavisno od načina prenosa energije vodotoka dele na impulsne (akcione) i reakcione. U impulsnim turbinama pritisak na ulazu u rotor vode jednak je pritisku vode na izlazu, jer se sva potencijalna energija vode pretvara u kinetičku energiju u statoru turbine. Glavni predstavnik impulsnih turbina je Peltonova turbina kod koje voda sa velike visine od 400 do 600 m slobodno pada i usmerava na lopatice rotora. Koristi se za male protoke. - Osim Peltonove, koriste se još i Turgova turbina (veća specifična brzina od Peltonove) i turbina sa poprečnim tokom vode. U reakcionim turbinama pritisak vode na ulazu u rotor je veći nego na izlazu. Deo potencijalne energije se transformiše u kinetičku u statoru, a deo u rotoru. Zakretanje radnog kola uzrokuje promenu količine gibanja i reaktivne sile. Reaktivne turbine se dele s obzirom na smer toka vode na radijalne, aksijalne i dijagonalne. Osnovni delovi reakcionih turbina su spiralni dovod, statorske lopatice, difuzor (odsisna cev) i ležajevi, dok se međusobno načelno razlikuju po konstrukciji radnog kola. Najpoznatije reakcione turbine su Francisova, propelerska, Kaplanova, cevna i Deriazova turbina. - Osovina Francisove turbine može biti vertikalno ili horizontalno položena, koristi se za srednje padove ( m), a voda dolazi radijalno na turbinu dok se protok reguliše sa lopaticama privodnog kola. - Propelerska turbina se koristi za velike protoke i male padove, voda se dovodi aksijalno na lopatice rotora, a lopatice radnog kola mogu biti radne i fiksne. - Kaplanova turbina je propelerska sa zakretnim lopaticama rotora, pa se naziva i dvostruko regulirana turbina. - Cevna turbina je propelerna s vodoravnom ili blago ukošenom osovinom, nema spiralni kanal, a koristi se za male padove i velike protoke. - Kroz Deriazovu turbinu voda se dovodi dijagonalno, a kao i Kaplanova, ima svojstvo dvostruke regulacije. - Kriterijumi za izbor turbine su neto pad, protok kroz turbinu, brzina rotacije, problemi s kavitacijom i cena. Neto pad je prvi kriterijum kod izbora turbine; za male padove koriste se Kaplanova, propelerna i cevna turbina, za srednje padove Francisova, dok se za najveće padove koristi Peltonova turbina. EKOENERGO INŽENJERING 89

103 Slika 6-4:Presek nekih vrsta turbina (izvor: Matković, M.: Small hydro-power plants, Elektroprojekt, 1993.) - Generator je uređaj koji mehaničku energiju vrtenja rotora pretvara u električnu energiju. S obzirom na brzinu okretnog magnetnog polja u odnosu na brzinu rotora generatori se dele na sinhrone i asinhrone. Sinhroni generator ima istosmerni sistem uzbude, i može raditi izolovan od mreže, dok asinhroni generator uzima jalovu energiju iz mreže, i ne može raditi ako nije povezan na mrežu. Sinhroni generatori su skuplji od asinhronih, ali se asinhroni mogu koristiti samo na mestima gde je njihov doprinos u ukupnoj snazi sistema zanemariv. - Rasklopno postrojenje predstavlja vezu između hidroelektrane i elektroenergetskog sistema, a izvodi se u neposrednoj blizini mašinske zgrade. Njegova osnovna namena je transformacija proizvedene električne energije u skladu s parametrima sistema i isporuka te energije u elektroenergetski sistem. - Odvod vode služi za vraćanje vode iskorišćene u turbini natrag u vodotok, a može biti izveden kao kanal ili kao tunel. - U mašinskoj zgradi se nalaze generatori zajedno sa turbinama. Hidrogeneratori se izrađuju pretežno u vertikalnom polozaju zbog ekonomičnije upotrebe hidraulickog dela elektrane. Hidrogeneratori sa horizontalnom osovinom susreću se u postrojenjima manje snage ili kad dve Pelton ili Francis turbine pogone jedan generator. EKOENERGO INŽENJERING 90

104 - Na ulazu u cevovod pod pritiskom se nalazi zaptivni uređaj koji ima sigurnosnu ulogu. On automatski sprečava dalji dotok vode u cevovod ako pukne cev. Postavljanje zaptivnih uređaja na dnu cevovoda pod pritiskom zavisi od broja turbina koje su spojene na jedan cevovod. - Mikro hidroelektrane su ekološki najmanje invazivan tip objekata, i maksimalno se prilagođavaju postojećim uslovima u prirodi. Mikro hidroelektrane mogu raditi kao izolovani sistemi za napajanje malih udaljenih seoskih područja, farmi, manjih turističkih naselja i sl, ali istovremeno mogu biti priključene na javnu distributivnu mrežu. One se prilagođavaju prirodnim uslovima vodotoka, bez izgradnje većih veštačkih jezera. Rade po principu vodenica, i mogu se koristiti standardizovani tipovi opreme nekog od proizvođača opreme. Kod nas je još uvek najveći broj priručno napravljenih mikro MHE. U Srbiji treba što više raditi na edukaciji kako bi se sagledao značaj ovakvih mikro hidroelektrana. Tipovi hidroelektrana Slika 6-6: Primer mikro hidroelektrane za sopstvene potrebe Postoje tri osnovna tipa hidroelektrana: protočne, akumulacijske i reverzibilne hidroelektrane. Po definiciji protočne hidroelektrane su one koje nemaju uzvodnu akumulaciju ili se njihova akumulacija može isprazniti za manje od dva sata rada kod nazivne snage. To znači da se skoro direktno koristi kinetička energije vode za pokretanje turbina. Takve hidroelektrane je najjednostavnije izvesti, ali su vrlo zavisne od trenutnog protoka vode. Prednost takve MHE je vrlo mali uticaj na okolinu i nema dizanja nivoa podzemnih voda. Na slici desno prikazan je princip akumulacijske hidroelektrane (pribranske). Glavni delovi takve elektrane su akumulacija, brana, zahvat, gravitacioni dovod, zatvaračnica, mašinska zgrada i odvod vode. Postoje dva načina izvođenja Slika 6-7: Princip pribranske akumulacijske hidroelektrane EKOENERGO INŽENJERING 91

105 akumulacijskih hidroelektrana: pribranska i derivacijska. Pribranska se nalazi ispod same brane, a derivacijska je smeštena puno niže od brane i cevovodima je spojena na akumulaciju. Akumulacijske hidroelektrane su najčešći način dobijanja električne energije iz energije vode. Slika 6-8: Betonski prelivni prag Za niske rečne pregrade, sve veću primenu nalaze tzv. gumene brane na niskom betonskom pragu. Pune se vodom, vazduhom ili kombinovano. Fleksibilna brana napravljena je od kvalitetne gume, visoko otporna na ozon, vodu, ulje, sirovu naftu, hemikalije i dr. Takođe je otporna na habanje i atmosferske uticaje. Materijal od koga je napravljena membrana je od visoko kvalitetnih EE tkanina. Debljina membrane je 6 mm. Najčešća visina gumenih brana je do 3 m, ali se rade i do 6 m visine. U našem slučaju gumenu branu visine 4 m čine dva prelivna polja, svako širine 30 m. Gumena brana ovih dimenzija je u mogućnosti da primi i propusti stogodišnje vode. Brana sadrži tri osnovna elementa: 1. Betonski temelj 2. Gumenu branu 3. Prostor za manipulaciju branom Betonski temelj je smešten na dnu reke i služi kako da se za njega ankeriše gumena brana, tako i da se u njega smesti cevna instalacija potrebna za rad brane. Betonski temelj brane sadrži sledeće elemente: Betonski deo za koji je gumena brana pričvršćena se sastoji iz centralnog dela i bočnih delova koji leže na levoj i desnoj obali reke. Temelj je ojačan armaturom i napravljen od betona odgovarajućeg kvaliteta. Otvor za punjenje, cevni sistem za punjenje i pražnjenje brane, i sonde za merenje pritiska u brani se takođe nalaze u betonskom temelju. Otvor za punjenje brane mora biti postavljen što bliže unutrašnjem spoju brane kako bi mogao da obezbedi i pražnjenje brane. Sistem cevi za pražnjenje brane su zavarene za unutrašnji spoj brane. Otvor i sistem cevi za punjenje su pričvršćeni za temelj. Profili za pričvršćivanje brane su takođe, postavljeni u betonskom temelju. Profili sa ankerima napravljeni od armature predstavljaju dodatno ojačanje u smislu pričvršćivanja brane za temelj. Oni se postave pod odgovarajućim uglom i zavare za armaturu pre izlivanja temelja. Prostor za manipulisanje branom sadrži sve neophodne elemente potrebne za rad brane. U to spada: EKOENERGO INŽENJERING 92

106 - deo za napajanje (električna instalacija) - deo za manipulaciju koji sadrži elektronski sistem koji kontroliše rad brane. Tu ubrajamo: elektronsku kontrolnu tablu, servo mehanizam, oprema za merenje nivoa brane, oprema za merenje pritiska u bran i GSM modem sa antenom za dojavu eventualno nastalog oštećenja ili nepravilnog rada brane. - sistem za punjenje i pražnjenje brane. - sigurnosni ventil (sistem za zaštitu u slučaju visokog vodostaja). Prednost ovih fleksibilnih brana u odnosu na druge klasične sisteme pregrađivanja su: - relativno niska cena - laka regulacija gornjeg nivoa vode - laka montaža - lake popravke manjih oštećenja - nema stvaranja rđe, nema posebnog održavanja (farbanja, podmazivanja) - lako i ekonomično podešavanje visine brane - nemaju negativne uticaje na okolinu - visok životni vek 20 godina i više Nedostaci su: - slaba otpornost na udare plivajućih predmeta (balvan i sl.) - osetljivost na probijanje tela fleksibilne ustave, uključujući mogućnost diverzantskim aktivnostima - manji vek trajanja u odnosu na klasične čelične ustave - svako otkazivanje u radu uređaja za održavanje potrebnog pritiska (vode ili vazduha) unutar gumene brane, ima za posledicu redukcije nivoa gornje vode, a time i potrebnog pada za pogon hidroelektrane. Slika 6-9: Gumena brana EKOENERGO INŽENJERING 93

107 Prednosti i nedostaci MHE Glavne prednosti malih hidroelektrana uopšteno gledano, osim što se radi o obnovljivom izvoru energije i tehnologiji koja je proverena u domaćoj i svetskoj praksi, su mogućnost uštede goriva, fleksibilnost na promenu opterećenja, visoka efikasnost rada, pouzdanost i dugovečnost, niski troškovi rada i održavanja i, što je od izuzetnog značaja, ne zagađuju okolinu. Neophodno je napomenuti da nabrojane prednosti važe za sve male hidroelektrane. Prednosti izgradnje MHE u odnosu na izgradnju drugih izvora energije su mnogobrojne: - u odnosu na velike HE nemamo plavljenja širokih područja (kako bi se obezbedio prostor za akumulaciju vode) i narušavanje lokalnog ekološkog sistema - mogu obezbediti navodnjavanje zemljišta, kao i snadbevanje vodom okolnih naselja,izgradnju ribnjaka i zaštitu od poplava - smanjuju investiciona ulaganja za elektrifikaciju udaljenih naselja od opšte električne mreže, a elektrifikacijom takvih ruralnih naselja doprinosi se unapređenju njihovog razvoja - eksploatišu se uz veoma male materijalne troškove - radni vek je vrlo dug, praktično neograničen; prosečan vek je 30 godina, mada ima MHE koje već rade 80 godina Naravno, MHE kao izvori energije, u odnosu na druge slične izvore imaju i nedostatke. Osnovne mane su veliki početni troškovi i zavisnost od padavina, a pri izgradnji nekih malih hidroelektrana može doći do plavljenja zemljišta, promene ribljeg staništa i zatvaranja ribljih puteva. Osnovni nedostaci u odnosu na ostale obnovljive izvore energije su: - visoki investicioni troškovi po instalisanom kw - veliki troškovi istraživanja u odnosu na ukupne investicije - eksploatacija zavisi od postojećih resursa - zahteva integralno vodoprivredno rešenje, s tim što se prednost mora dati sistemima za snadbevanje vodom i za navodnjavanje, zato MHE moraju raditi sa instalisanim protokom koji je određen prema drugim potrošačima - ako radi autonomno, proizvodnja el.energije zavisi od potrošnje, pa višak ostaje neiskorišćen. Ekološki uticaji MHE Prednosti: 1. MHE su ekološki vrlo prihvatljive,pa proizvodnjom električne energije u njima nema emisije ugljendioksida u okolinu što je veoma važno. 2. Smanjuje se potrošnja fosilnih goriva, 3. Pomažu u zaštiti od poplava, ne zahtevaju korišćenje velikih površina Jedan GWh električne energije proizvedene u MHE znači: - izbegavanje emisije od 480 tona ugljen-dioksida (CO2), - snabdevanje električnom energijom kroz jednu godinu za 250 domaćinstava u razvijenim zemljama, a za 450 domaćinstava u zemljama u razvoju - uštedu 220 tona goriva ili uštedu 335 tona uglja EKOENERGO INŽENJERING 94

108 Nedostaci: Iako u znatno manjoj meri u odnosu na velike HE (ne utiču na promene vodotoka), veliki je uticaj na lokalnoj flori i fauni (migracije i povrede riba, kvaliteta vode nizvodno i sl.) pa se definišu mere za zaštitu okoline koje se mogu preduzeti da se ublaže ti uticaji: - Rezervni tok - Prolazi za ribe - Skupljanje i skladištenje smeća - Višenamenski pogoni - Tehnike za smanjenje buke i vibracije - Prijateljske turbine za ribe - Bio-dizajn Dа bi se izbegli štetni uticаji, pri plаnirаnju grаdnje mаle hidroelektrаne posebnu pаžnju trebа posvetiti: - Adekvаtnom izboru lokаcijа mаlih hidroelektrаnа - Protoku vode* - Riziku od pogrešnog uprаvljаnjа vodenim resursimа - Nedostаtku biološkog minimumа količine vode - Uticаju nа floru i fаunu Slika 6-10: Primer MHE sa ribljom stazom i uređenjem obale EKOENERGO INŽENJERING 95

109 Finansiranje i ekonomski efekti izgradnje MHE Usled tzv. efekta veličine cena 1 kw instalisane snage veća je nego kod velikih HE ili TE. Ona iznosi između 1000 i 5000 USD. Ovakav raspon u ceni proizlazi iz različitog položaja lokacija za potencijalnu izgradnju MHE. Naime, najčešće se pogodne lokacije nalaze u nepristupačnim delovima, pa ne postoje putevi neophodni za sve etape izgradnje. Ovaj problem može biti najozbiljnija prepreka nekim ambicioznim projektima te ovom problemu moramo prići sveobuhvatno putem multinamenskog projekta rešavanja putne komunikacije, el. energije i vodosnadbevanja. Velika prednost kod ulaganja u izgradnju MHE je ta što je period izgradnje srazmerno mali, te se može očekivati brz povraćaj sredstava. Kada bi se npr. 80% postojećih vodenica u Srbiji pretvorilo u MHE, dobilo bi se oko 50 MW instalisane snage i godišnje proizvodilo oko 300 miliona kwh el.energije. Ako bi tu energiju morali uvoziti po prosečnoj ceni od oko 3 USc dobili bi cifru od 9 miliona USD godišnje. U ukupnim investicijama gradnje MHE na građevinski deo otpada oko 35%, mašinski i elektro deo oko 45%, dok ostatak od 20% otpada na troškove tehničke dokumentacije i kamate. Cena izgradnje MHE u našem bližem okruženju iznosi oko 1500 /kw instalisane snage, a troškovi izgradnje se mogu podeliti u tri stavke: - građevinski radovi - 70% - mašinska oprema - 20% - elektro oprema - 10% Za izgradnju najjednostavnije hidroelektrane mikro kapaciteta između 20 i 50 kw treba uložiti između i , a investicija se isplaćuje za 6 do 8 godina. U proseku mikro hidroelektrana može snadbevati električnom energijom oko 40 kuća. Pored direktnih ekonomskih uticaja, koji se javljaju usled izgradnje malih hidroelektrana, postoje i brojni indirektni uticaji. Polazeći od toga da MHE za svoj pogon koriste obnovljiv izvor energije, onda se po svakom kwh proizvedene električne energije uštedi od 1,6 kg do 2,2 kg uglja (zavisno od vrste i kvaliteta) ili oko 0,25 kg mazuta. Ovo je u funkciji održivog razvoja ne samo u pogledu očuvanja postojećih prirodnih resursa, već i u pogledu zaštite životne sredine od emisije oksida sumpora i azota, i oksida ugljenika. Ovi gasovi sa efektom staklene bašte izazivaju globalno zagrevanje i prete da izazovu nepovratni proces promene klime na Zemlji. Značajni ekonomski efekti gradnje malih hidroelektrana mogu nastati i zbog relativno velikog domaćeg učešća radne snage i industrije, praktično bez uvoza opreme iz inostranstva. Domaće učešće u ovakvim malim projektima je mnogo verovatnije i veće, nego što je u slučaju velikih postrojenja. Nove metode u planiranju i projektovanju MHE Ovde se pre svega misli na softverske metode, koji se razvijaju u poslednje vreme. Njima se olakšava identifikacija povoljnih lokacija, prognoza potrebe za energijom, izbor opreme, planiranje potrošnje, procena troškova i studije isplativosti; sve ovo naravno znači i smanjenje troškova projekta i veliku uštedu vremena. Svi ovi softveri u osnovi imaju za cilj prognoziranje korisne energije iz konkretne hidro šeme. EKOENERGO INŽENJERING 96

110 Slika 6-11: 3D model vodozahvata (izradio Ekoenergo inženjering d.o.o. Beograd) Vodni potencijal Srbije Potencijal malih vodotokova, na kojima se mogu graditi male hidroelektrane, iznosi oko 0,4 miliona ten - ili 3% od ukupnog potencijala obnovljivih izvora u Srbiji. Po vodnom potencijalu za gradnju malih hidroelektrana, Srbija je među vodećima u Evropi, ali je on neiskorišćen i imamo samo 31 malu hidroelektranu. Iskorišćavanje obnovljivih izvora energije, među kojima je hidropotencijal najzanačajniji resurs, jedan je od prioriteta Strategije razvoja energetike Srbije do godine. Trenutno preostali tehnički iskoristiv hidroenergetski potencijal u Srbiji iznosi oko GWh, a više od četvrtine tog potencijala leži u malim hidrocentralama snage do 10 MW. Povećanim korišćenjem obnovljivih izvora, osim očiglednih ekonomskih efekata kao što su smanjenje potrošnje uvoznih energenata i ugrožavanja okoline, angažovao bi se domaći kapital, podstakla mala i srednja preduzeća kao i domaća proizvodnja opreme za korišćenje ovih izvora energije. Istovremeno bi se pomoglo domaćoj privredi da participira u ponudama stranih firmi za ulaganje u energetske izvore, čime bi se povećala mogućnosti zapošljavanja lokalnog stanovništva iz seoskih sredina gde se i nalaze najveći potencijali ove energije, stoji, između ostalog, u ovom strateškom dokumentu. Srbija raspolaže hidroenergetskim potencijalom koji je vredan poštovanja, ali realizacija njegove eksploatacije zavisi od obezbeđivanja uslova za korišćenje. Iako je do sada izgradnja MHE bila dozvoljena, ovi objekti nisu izborili svoje adekvatno mesto u energetici Republike Srbije. U nedostatku dugoročnog strateškog, ekonomskog i energetskog interesa države i usmerenja, utemeljenog na određenom Programu razvoja izgradnje MHE, zasnovanog na racionalnom energetskom iskorišćavanju malih vodotokova, bez zaokruženja tehničke i pravne regulative, nepostojanja organizacione strukture kao i stimulativnih mera, izostala je adekvatna valorizacija ovih hidropotencijala u Srbiji, o čemu svedoče i dosadašnji rezultati. MHE ne mogu pokriti deficit u proizvodnji struje, ali ga bar mogu ublažiti. U Srbiji je godine u eksploataciji bila 31 mala hidroelektrana i 38 van eksploatacije, ukupno 69 elektrana instalisane snage oko 48 MW. Međutim, prema anketi sprovedenoj godine u Srbiji je u eksploataciji bila 31 mala hidroelektrana (od toga jedna je radila sa 50% kapaciteta, jedna je radila izolovano, a jedna je bila u izgradnji), a 13 je bilo van eksploatacije, ukupno 44 elektrane instalisane snage oko 15,2 MW. Interesantno je da određeni broj elektrana koje su godine bile u pogonu, godine je van pogona. Naročito je značajna činjenica da su u ovom periodu neke male hidroelektrane revitalizovane. Ove male HE mogu se osposobiti za pogon uz ulaganje koje je zavisno od stanja u kome se nalaze. EKOENERGO INŽENJERING 97

111 Postoje značajne mogućnosti ugradnje malih hidroelektrana u postojeće vodoprivredne objekte, što podrazumeva znatno niže troškove. Ukupni hidropotencijal Srbije procenjen je na oko GWh godišnje. Veći deo, tog potencijala (oko 62%) je već iskorišćen, jer je ekonomski opravdano građenje većih proizvodnih kapaciteta. Ostatak hidropotencijala je iskoristiv gradnjom manjih i skupljih objekata, posebno ako se računa na mini i mikro elektrane. Neke procene potencijala malih hidroelektrana, koje uključuju mini i mikro elektrane na preko 1000 mogućih lokacija sa instalisanom jediničnom snagom ispod 10 MW, kazuju da je na malim vodotokovima moguće ostvariti ukupnu instalisanu snagu od oko 500 MW i proizvodnju GWh/god. Na manjim rekama moglo bi da se sagradi na stotine malih hidrolelektrana. Iako bi ova postrojenja privukla ukupne investicije od oko pola milijarde evra, na njihovom zvaničnom promovisanju nije urađeno mnogo. Nema propisa koji regulišu ovu oblast, a procedura dobijanja potrebnih dozvola je duga i nejasna. Slika 6-12: Hidroenergetski potencijal na teritoriji Republike Srbije Usvajanjem Zakona o energetici iz godine i posebno nedavnim usvajanjem Uredbe o merama podsticaja za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora, Vlada Republike Srbije je dala bitan podsticaj korišćenju svih obnovljivih izvora, a posebno korišćenju energije malih vodenih tokova. Time su investitori dobili jasan signal da se i u Srbiji, kao i u zemljama regiona, sada isplati ulagati u gradnju malih hidroelektrana, jer se u zavisnosti od instalisane snage dobija u proseku 8 do 10 eurocenti po proizvedenom kilovatu električne energije. Uprkos ovim ohrabrujućim znacima pred Srbijom leže značajni zadaci u ovoj oblasti. Sadašnji zakonski okvir Skupština Srbije je g usvojila Strategiju razvoja energetike Republike Srbije do godine, kojom se definišu elementi za utvrđivanje strategije razvoja energetskih sektora Srbije, u kojoj je definisan i razvoj i korišćenje novih i obnovljivih izvora energije i efikasnijih tehnologija i uređaja. EKOENERGO INŽENJERING 98

112 U skladu sa nacionalnom strategijom, potrebno je 15% potreba za energijom obezbediti iz obnovljivih energetskih resursa. Na prostoru ovog područja u narednom planskom periodu potrebno je stimulisati razvoj i korišćenje obnovljivih oblika energije, čime bi se znatno uticalo na poboljšanje životnog standarda i zaštitu i očuvanje prirodne i životne sredine. Za izgradnju i korišćenje malih hidroelektrana u Srbiji doneto je 14 zakonskih propisa. Novim Zakonom o energetici se ukidaju ograničenja iz nekadašnje zakonske regulative i predviđen je povlašćen status za sve obnovljive izvore energije pa i za male hidroelektrane. Izvore prava Republike Srbije možemo podeliti na dve osnovne grupe propisa, koje će se razmotriti u nastavku. Prvu grupu propisa čine propisi kojima se uređuje potreba za izgradnjom konkretnog energetskog objekta i način dobijanja odobrenja za izgradnju ovakvog objekta, kao i način dobijanja odobrenja za upotrebu samog objekta (za tehničku ispravnost funkcionisanja izgrađenog objekta). Drugu grupu propisa čine propisi koji se odnose na sticanja prava na obavljanje delatnosti proizvodnje električne energije, jer se radi o postupku koji se ostvaruje u dva koraka: prvo sticanje prava na obavljanje delatnosti od opšteg interesa i sticanje prava na obavljanje energetske delatnosti. Novi Zakon o energetici je, pored ostalog, zasnovan i na načelu prioritetnog korišćenja obnovljivih izvora energije i uvodi značajne novine koje će doprineti stimulisanju investiranja u male elektrane. Uvodi se Licenca za obavljanje energetskih delatnosti i Energetska dozvola za izgradnju i revitalizaciju energetskih objekata, međutim, za proizvodnju električne energije isključivo za svoje potrebe i za proizvodnju električne energije u objektima snage do 1 MW nije potrebna ni Licenca ni Energetska dozvola. Energetsku dozvolu za izgradnju ili revitalizaciju energetskih objekata izdaje nadležni ministar i u tom slučaju nije potrebna koncesija. Licencu za obavljanje energetskih delatnosti izdaje Agencija za energetiku. Po zakonu, male elektrane mogu biti priključene na distributivnu mrežu i imaju pravo da proizvedenu električnu energiju prodaju preko distributivne mreže. Takođe, uvodi se pojam povlašćenih proizvođača električne energije koji se odnosi na proizvođače koji u procesu proizvodnje električne energije koriste obnovljive izvore energije ili otpad, ili u procesu proizvodnje istovremeno proizvode električnu i toplotnu energiju i imaju, pod jednakim finansijskim uslovima, pravo prioriteta na organizovanom tržištu električne energije i pravo na subvencije i druge olakšice u poslovanju. Do sada je u Srbiji uradjeno nekoliko analiza potencijala za izgradnju malih hidroelektrana. Međutim, ključni dokumenti su "Katastar malih hidroelektrana u Srbiji van pokrajina" koji sadrže podatke o 856 lokacija ukupne snage 449 MW i GWh godišnje proizvodnje i Katastar malih hidroelektrana u Vojvodini kojim je predviđena izgradnja 13 malih hidroelektrana ukupne snage 25,5 MW i 93,5 GWh godišnje proizvodnje. Osim što postoji značajan broj lokacija za izgradnju novih objekata, u Srbiji postoji određeni broj vodoprivrednih objekata na kojima je moguće instalirati opremu za proizvodnju električne energije. Takodje, ne treba zanemariti ni energiju koja bi se dobila revitalizacijom i obnovom postojećih objekata. Da bi se ostvario ovako ambiciozan plan potrebno je za svaku pojedinačnu lokaciju nužno raspolagati odgovarajućom tehničkom dokumentacijom koja obuhvata detaljnu analizu svih karakteristika, kako bi bio obezbeđen najbolji izbor agregata, mašinske i elektro opreme. Na taj način bi se dobio najbolji odnos ulaganja sredstava u opremu i građevinske radove. Takva dokumentacija za sada ne postoji za ove objekte pa je zbog toga teško proceniti mogućnost investiranja. Međutim, treba istaći da veliki broj lokacija pobrojanih u katastru ekonomski nije isplativ. EKOENERGO INŽENJERING 99

113 Verifikacija lokacija na teritoriji opštine Doljevac Podaci iz Katastra malih hidroelektrana često ne odgovaraju stvarnom stanju na terenu, zbog čega ga ne bi trebalo striktno primenjivati u današnjim uslovima. Potrebna je tehno-ekonomska i ekološka evaluacija rešenja pre utvrđivanja optimalnog korišćenja raspoloživog potencijala vodotoka. Katastar se može koristiti kao dokumentaciona podloga za pripremu izgradnje MHE uz neophodnost prethodne provere stanja u prostoru i hidrologiji, što je i konstatovano u Zakonu o prostornom planu Srbije (2010). Program ostvarivanja strategije razvoja energetike Srbije od do Godine (Izmene i dopune, 2009) takođe predviđa detaljnu reviziju lokacija predviđenih Katastrom MHE utvrđivanje precizne liste izvodljivih lokacija za izgradnju malih hidroelektrana. U navedenom katastru instalisani protok je tipski računat kao 1,5 Qsr,god zbog nedostatka krivih trajanja proticaja na istraživanim profilima. Na osnovu tako dobijenog instalisanog protoka računata je instalisana snaga MHE, a prema bruto padu postrojenja: koeficijent K za elektrane do 1 MW usvojen je K=7 Ni=K Qi Hb Katastar MHE uglavnom je obrađivao hidroenergetsko iskorišćenje malih vodotoka koji su u najvećem broju slučajeva hidrološki neizučeni i skoro bez ikakvih osmatranja i merenja. Zbog toga je urađena regionalizacija hidroloških parametara. Obzirom na stepen istraženosti razmatranih područja ove podatke treba smatrati kao preliminarne, a pouzdani podaci o režimu voda na malim vodotocima dobiće se merenjima i osmatranjima koje treba izvršiti u sledećim fazama izrade tehničke dokumentacije.(izvod iz Katastra malih hidroelektrana na teritoriji SR Srbije van SAP -poglavlje 4.). Ove objekte je moguće graditi i na drugim lokacijama uz saglasnost Ministarstva rudarstva i energetike u pogledu maksimalnog iskorišćenja energetskog potencijala vodotokova i saglasnosti drugih nadležnih ministarstava i institucija. Za postojeće višenamenske akumulacije, hidroenergetske parametre za izgradnju malih hidroelektrana, koji definišu i maksimalnu snagu postrojenja, određuje JVP Srbijavode", Beograd, odnosno za Autonomnu pokrajinu Vojvodinu JVP Vode Vojvodine" Novi Sad. Razlozi za odstupanje od Katastra mogu biti: - promena hidrogeoloških uslova, - promena stanja na terenu usled izgrađenosti objekata i infrastrukture, - promene nastale u uređenju i korišćenju prostora, - nemogućnost izgradnje MHE na lokacijama predviđenim starim Katastrom Primenjena metodologija Svi postojeći i prikupljeni podaci za date lokacije se sistematizuju i analiziraju. Obrađeni podaci se se koriguju i rade se hidrauličke šeme svake lokacije. Za verifikovane lokacije zahvata i akumulacija MHE vrši se obrada koja se sastoji u sledećem: - Na regionalnoj osnovi analiziraju se trajanja proticaja koja su obrađena u okviru Vodoprivredne osnove Srbije i vrši se njihovo prebacivanje na razmatrane profile - Na osnovu bruto pada, površine sliva i oticanja na razmatranim profilima određuje se srednji proticaj (Qsr) EKOENERGO INŽENJERING 100

114 - Postupak za usvajanje instalisanog protoka vrši se na osnovu pretpostavke optimalnog korišćenja svih voda predmetnog vodotoka, uz poštovanje zahteva i ograničenja koje postavljaju ostali korisnici. - Instalisana snaga MHE računa se prema bruto padu postrojenja i usvojenom instalisanom protoku i na osnovu zbirnog koeficijenta koji je usvojen da je 8,3 - Utvrđivanje godišnje proizvodnje vrši se na bazi instalisane snage i optimalnog časovnog iskorišćenja elektrane, koji je za male vodotoke do 4 500kW/h. Na osnovu dobijenih podataka dimenzioniše se cevovod, broj turbina i vrsta turbina, a u skladu sa preporukom nekog od proizvođača opreme. U elektro delu definiše se broj niskonaponskih i srednje naponskih ormana, broj generatora i transformatori. U ovom dokumentu obrađen je broj malih hidroelektrana koje su locirane na različitim geološkim i topografskim uslovima. Neke lokacije su u blizini naselja ili u samim naseljima, ali je većina lokacija udaljena od naselja i često je neophodno predvideti i pristupne puteve koji će ih povezati sa postojećim saobraćajnicama. Ovako različiti uslovi realizovanja malih hidroelektrana ukazuju na to da svaka od njih ima svoje specifičnosti o kojima se mora voditi računa prilikom daljeg projektovanja. Nakon analize razmatranog područja došlo se do zaključka da u ovakvim uslovima, kao tehnički najpovoljnija, primenjena su dva tipa zahvata:betonska brana sa slobodnim prelivom i betonski pragovi sa kontrolisanim prelivom. Pored prelivnog i neprelivnog dela brane, na jednoj od obala lociran je zahvat sa rešetkom, dovodnim kanalom i taložnicom, odakle se dalje nastavlja ukopan čelični cevovod do vodostana ili direktno do mašinske zgrade. Kod ovog tipa nema klasičnog skretanja reke u fazi gradnje, već se zahvat gradi pod zaštitom zagata. Obzirom da su u ovom dokumentu navedena tipska rešenja i podaci o gabaritima dobijeni sa karte 1:25000, u sledećoj fazi izrade tehničke dokumentacije, kada se bude raspolagalo sa detaljnim topografskim podlogama, trebalo bi izvršiti optimizaciju svakog predloženog rešenja. Opšta karakteristika dispozicionih rešenja za sve tipove zahvata su relativno dugački cevovodi. Dovodni organi MHE su najvećim delom trasirani u brdsko planinskim terenima koji su više ili manje izraženi, zavisno od toga da li se radi o lokacijama u gornjim ili donjim delovima vodotoka. Usvojena su rešenja sa ukopanim dovodima radi sigurnosti pogona, naročito u zimskim uslovima, kao i radi lakšeg održavanja u toku eksploatacije. Predviđeno je da se dovodni cevovodi rade od čelika, standardnih prečnika. U grafičkom prilogu data su tipska rešenja turbina u zavisnosti od vrste i broja turbine. Takođe izvršena je tipizacija brana u zavisnosti od potrebne visine i tipa preliva. Novina je i predlog gumene brane, koja se u novije vreme sve više uspešno primenjuje za raspone do 30 m i potrebne visine brane do 6 m. EKOENERGO INŽENJERING 101

115 Slika 6-13: MHE Tegošnica na reci Vlasini (projektovao: Ekoenergo inženjering d.o.o. Beograd) EKOENERGO INŽENJERING 102