OÜ PAB&KoKõrre 1 Reg. kood 10945289 Tel. +3725 05 11 8061505 Elva Faks. +3727 49 34 97

Setu zemes un Apes reģionu atjaunojošās enerģijas resursu

pētījumsPAMATATSKAITE

Pasūtītājs: NVO Setomaa Valdade Liit

Izpildītājs: OÜ PAB&Ko

Setomaa-Ape2009-2010

1

SatursIevads....................................................................................................................................................21. Pārskats par Eiropas Savienības, Igaunijas un Latvijas politiku atjaunojošās enerģijas nozarē......4

1.1. Eiropas Savienības tiesību akti, kas saistīti ar atjaunojošās enerģijas avotiem........................41.2. Igaunijas Republikas politika atjaunošās enerģijas avotu izmantošanas jomā.........................51.3. Latvijas Republikas politika atjaunošās enerģijas avotu izmantošanas nozarē........................7

2. Reģiona enerģijas patēriņš un ražošana............................................................................................92.1. Reģiona vispārējais raksturojums.............................................................................................92.2. Reģiona enerģijas patēriņš......................................................................................................10

3. Enerģijas ražošana Reģionā............................................................................................................124. Reģiona atjaunojošās enerģijas resursi...........................................................................................13

4.1. Meža biomassa........................................................................................................................144.1.1. Kokapstrādes pārpalikumi...............................................................................................16

4.2. Zāles biomasa.........................................................................................................................174.2.1. Mitraiņu biomasa............................................................................................................19

4.3. Kūtsmēslu biomasa.................................................................................................................205. Saules enerģija................................................................................................................................226. Vēja enerģijas resursi......................................................................................................................247. Hidroenerģija .................................................................................................................................278. Reģiona atjaunojošās enerģijas avotu un enerģijas patēriņa bilance .............................................299. Atjaunojošās enerģijas avotu izmantošana enerģijas ražošanai......................................................30

9.1. Saules enerģijas izmantošana enerģijas ražošanai..................................................................319.1.1. Fotoelektriskā transformēšana........................................................................................319.1.2. Saules kolektori patēriņa ūdens sildīšanai......................................................................329.1.3. Siltumsūkņi.....................................................................................................................34

9.2. Biomasas izmantošana enerģijas ražošanai............................................................................379.2.1. Biomasas dedzināšana.....................................................................................................379.2.2. Zālāju biomasa................................................................................................................40

9.3. Biogāzes ražošana...................................................................................................................42

2

IevadsŠis pētījums „Setu zemes (Igaunija) un Apes (Latvija) reģionu atjaunojošās enerģijas resursi” ir tapis pēc NVO „Piiriäärne Energiaarendus” (Pierobežu Enerģijas attīstība) pasūtījuma. Projektu atbalsta Uzņēmējdarbības Atbalsta fonds. Darbā tiek izvērtēti viena pierobežas apvidus – Setu zemes (Verskas (Värska) un Mikitamē (Mikitamäe) pagasti Pelvas (Põlva) apriņķī un Meremē (Meremäe) un Misso pagasti Veru (Võru) apriņķī) kā arī vienas Latvijas pierobēžā esošas pašvaldības - Apes vietējo energoresursu potenciāli. Pētījuma mērķis bija noskaidrot Reģiona atjaunojošās enerģijas avotu krājumus un plašāku izmantošanas iespēju tehniski ekonomiskos aspektus.

Darba mērķis nebija sniegt, un apjoms arī to neatļauj, dot detalizētu izziņu un konkrētus norādījumus par katru Reģionā esošo vai potenciālo enerģijas objektu tā modernizēšanai vai plānošanai, bet parādīt kādus atjaunojošās enerģijas avotus un kādā apjomā tos, teorētiski un tehniski ekonomiski pamatojot, varētu lietot un kādas tehnoloģijas tam izmantot.

Par darbā apskatāmajām tēmām Apē notika divi semināri pāšvadību speciālistiem un citiem interesentiem. Šajos semināros uzstājās arī dotā darba autori.

Projekta vadītājas pateicas Apes pašvaldības vadītāja vietniekam Jurim Ronimoisam, NVO „PEA” vadītājiem Martinam Kikasam (Martin Kikas) un Urmo Lehtvēram (Urmo Lehtveer), kuri palīdzēja vākt datus, rīkot tikšanās un pasākumus vietējās pašvaldībās.

Atskaites sastādīšanā piedalījās:

Pavel Bogdanov, PhD, projekta vadītājs;Juri Frorip, Lauksaimniecības augstskolas (Maaülikool) doktorants.

3

1. Pārskats par Eiropas Savienības, Igaunijas un Latvijas politiku

atjaunojošās enerģijas nozarē

1.1. Eiropas Savienības tiesību akti, kas saistīti ar atjaunojošās enerģijas avotiem

Turpmāk tiek sniegts īss pārskats par svarīgākajiem ES enerģijas politikas dokumentiem, kas tieši vai netieši saistīti ar atjaunojošās enerģijas izmantošanas aspektiem. ES atjaunojošās enerģiju izmantošanas vienotās startēģijas izstrādāšanas pamats bija atbilstoša Zaļā grāmata (COM(96)576). Visa stratēģija kopā ar piedāvāto pasākumu kompleksu ir virzīta uz mērķi, lai ES 2010. gadā enerģijas iegūšanai izmantotu 12% atjaunojošās enerģijas avotu, tas ir divas reizes vairāk nekā sākumstāvoklī (1995.g. 12 %).

Atjaunojošās enerģijas direktīvas mērķis ir izveidot kopēju ietvaru atjaunojošās enerģijas avotu izmantošanas palielināšanai. Viens no svarīgākajiem direktīvas elementiem ir valsts mērķi atjaunojošās enerģijas jomā, kas nosaka katras dalībvalsts sasniedzamo atjaunojošās enerģijas patēriņa procentu 2020. gadā, kas nodrošinātu 2020. gadā atjaunojošās enerģijas daļu visā ES 20% līmenī.

Direktīva 2001/77/EÜ, par atjaunojošās enerģijas avotu izmantošanas veicināšanu elektrības ražošanai iekšējam tirgum nosaka, ka atjaunojošās enerģijas avoti jāattīsta kā prioritārs pasākums, jo to izmantošana palīdz sargāt vidi un nodrošina ilgspējīgu attīstību. Vēlamais mērķis ir, lai 2010.g. visā pasaulē 12% no valsts iekšējā patēriņa enerģijas iegūtu atjaunojošiem enerģijas avotiem.

2003. gada Biodegvielas direktīvā (2003/30/EC), ar ko tiek veicināta biodegvielas un citu atjaunojošos degvielu izmantošana transporta sektorā, dalībvalstīm ir noteikti vēlamie mērķi. Lai sasniegtu 2010.g. mērķi - pacelt biodegvielas daļu transporta degvielas jomā līdz 5,75 procentiem, Eiropas Komisija ir pieņēmusi "Biodegvielu stratēģiju", kur parēdzēti septiņi darbības virzieni:

• biodegvielas pieprasījuma stimulēšana;• vides uzlabošanas panākšana;• biodegvielas ražošanas un tirdzniecības palielināšana;• izejvielu krājumu palielināšana;• tirdzniecības iespēju palielināšana;• jaunattīstības valstu atbalstīšana;

4

• zinātnes un tehnoloģiju attīstības stimulēšana.ES Biomasas direktīvas izmantošanas programma. Šajā programmā paredzēti pasākumi, lai paātrinātu no koksnes, atkritumiem un lauksimniecības kultūrām iegūstāmās enerģijas attīstību, radot uz tirgu balstītus stimulus tās izmantošanai, kā arī novēršot šķēršļus, kas kavē šāda tirgus attīstību.

Programmā paredzēti pasākumi biomasas izmantošanas ieviešanai siltumapgādē, elektroenerģētikā un transportā, kā arī starpnozaru pasākumi, kas veicina finansēšanu, apgādi ar biomasu un izpētes darbības.

Kopsavikumā ES elektroenerģētikas sektora stratēģiskie mērķi ir sekojoši:

• enerģijas apgādes drošības radīšana apstākļos, kad atkarība no ārpus ES esošām valstīm kļust lielāka;

• Eiropas rūpniecības konkurētspējas uzlabošana caur integrētu enerģijas tirgu;• saudzējošas attīstības pamatprincipiem atbilstošas enerģijas politikas ieviešana,

saprātīgāk izmantojot enerģiju un plašāk izmantojot atjaunojošos enerģijas avotus

• nozares zinātnisko pētījumu un tehnoloģiju attīstīšana.

1.2. Igaunijas Republikas politika atjaunošās enerģijas avotu izmantošanas jomā

Atbilstoši „Biomasas un bioenerģijas izmantošanas veicināšanas plāns 2007-2013 gadam“ biomasas izmantošanai, enerģijas ražošanai līdz 2013. gadam vajadzētu attīstīties sekojoši:

• pēc ieviestajiem pasākumiem lauku dzīves attīstības plānā no 2007.-2013. gadam un atbalsta maksājumiem, manāmi palielināsies biomasas (galvenokārt mežizstrādes pārpalikumu un nekonvenciālās biomasas) pieejamība;

• pēc elektrības tirgus likumā plānotajiem atbalsta pasākumiem un valsts strūktūrlīdzekļu izmantošanas plāna 2007-2013. gada pasākumiem, no nekonvencionālās biomasas resursiem ražotās enerģijas cena kļūs konkurētspējīgāka salīdzinājumā ar citiem enerģijas produktiem;

• biomasas izmantošana elektrības razšanā palielināsies līdz 3% no valsts iekšējā bruto patēriņa;

• mikro elektrības un siltuma koogenerācijas staciju konkurētspēja, salīdzinājumā ar citiem enerģijas ražošanas veidiem, paaugstināsies, pateicoties attiecīgai zinātnisko izstrādņu attīstībai Igaunijā un Eiropas Savienībā;

5

• patērētāji būs vispusīgi informēti par pašmāju atjaunojošo resursu izmantošanas priekšrocībām lokālajā apkurē.

Kurināmā- un enerģētikas attīstības valsts ilglaicīgā programma līdz 2015. gadam balstīta uz saudzīgās attīstības likumu (Riigikogu 22.02.1995, stājās spēkā 01.04.1995), kas nosaka saudzīgās attīstības nacionālās stratēģijas pamatus, kā arī vides un dabas resursu saudzīgās izmantošanas pamatus, nosakot Igaunijas kurināmā un enerģētikas attīstības virzienus līdz 2015. gadam. Dokumentā ir apkopoti Igaunijas enerģētikas „rāmji” un stratēģiskie mērķi, par galveno mērķi nosakot valsts energoapgādes drošību, vides saudzēšanu un brīvās konkurences ieviešanu. Programmā paredzēta ievērojama attīstība atjaunojošos enerģiju koogenerācijas staciju enerģijas taupīšanas un elektrības tirgus atvēršanas jomās.

Igaunijas lauku dzīves attīstības programma 2007-2013. gadam ir virzīta Igaunijas laukssaimniecības un mežsaimniecības konkurētspējas celšanai, vides vietējo apstākļu uzlabošanai, lauku reģionu dzīves kvalitātes uzlabošanai un lauku ekonomikas dažādošanai, rēķinoties ar Igaunijas lauku savdabību. Balstoties uz lauku dzīves attīstības programmas pamatu, ir noteikti investīciju atbalsti, ko var izmantot bioenerģijas nozarē. Piemēram, var gūt atbalstu enerģijas kultūru audzēšanai, tiek atbalstītas investīcijas, kas virzītas bioenerģijas un biomasas ražošanai, galvenokārt savam patēriņam, bet arī saražotās enerģijas pārdošanai. Tāpat ir iespējams iegūt pabalstu jaunu produktu ražošanas projektu ieviešanai un biokurināmā ražošanai no bezkoksnes laukssaimniecības ražojumiem un apstrādājošās rūpniecības ražošanas atkritumiem.

Valsts struktūrlīdzekļu izmantošanas stratēģija 2007-2013. gadam nosaka vispārējus stratēģiskās darbības virzienus no ES Igaunijai 2007-2013. gadam piešķirto struktūrlīdzekļu izmantošanai atbalstāmo nozaru attīstībā. 2007–2013.g. perioda struktūratbalstu likums nosaka struktūratbalsta pieprasījuma izskatīšanas kārtību, ar struktūratbalsta sniegšanu un izmantošanu saistīto subjektu tiesības un pienākumus, kontroles pamatus un strīdu izskatīšanas kārtību. Daļēji ar likumprojektu tiek regulēta arī atbalsta sniegšanas sagatavošana, piemēram, iestāžu akreditācija. Tāpat ir noteikti uz struktūratbalsta likumu balstīti līdzekļu ieviešanas akti, ar ko ir noteikti līdzekļu (cilvēkresursu, dzīves vides un saimnieciskās vides attīstīšana) nosacījumi, kā arī noteikta līdzekļu ieviešanai nepieciešamie atbalsta sniegšanas un izmantošanas nosacījumi un kārtība.

Vides ministra 2009.g. 24. marta rīkojuma 14 „Atjaunojošās enerģijas avotu plašāka izmantošana enerģijas ražošanai” nosacījumus nosaka. Atbalsta sniegšanas mērķis ir

6

atjaunojošās enerģijas avotu proporcijas pieaugums enerģijas bilancē, kā arī no enerģijas ražošanas sistēmā radušos piesārņojošo izmešu samazināšana.

Līdzekļu ietvaros ir atbalstāmi sekojoši pasākumi:• uz atjaunojošās enerģijas avotiem balstītu elektrības un siltuma koogenerācijas

staciju būve, vienlaicīgi attīstot arī ražošanas iekārtu tīkla pieslēgumam nepieciešamo infrastruktūru;

• pāreja uz atjaunojošās enerģijas avotu izmantošanu, pārbūvējot katlumājas;• enerģijas taupīšana, uzlabojot un rekonstruējot centrālapkures sistēmas, to

skaitā, vajadzīgo papildus savienojumu izbūve.

Līdzekļu ietvaros netiek atbalstīta:• lielākas par 2 MW instalētās summārās elektrības jaudas koogenerācijas staciju

būve vai rekonstrukcija, ja tās neatrodas Igaunijas salās;• lielāku par 4 MW instalētās summārās jaudas centrālapkures katlumāju būve

vai rekonstrukcija;• lielās investīcijas (projekta kopējais būdžets lielāks par 50 miljoniem EUR).

1.3. Latvijas Republikas politika atjaunošās enerģijas avotu izmantošanas nozarē

Pamatuzdevums ir nodrošināt nepārtrauktu pieeju enerģijas avotiem, nodrošināt piegāžu drošību, nodrošināt dotajā sektorā saimniecisko rādītāju pieaugumu, saskaņā ar UN FCCC un Latvijas Klimata izmaiņu programmu: Siltumnīcas gāzu samzināšana 2005 – 2010. g. Dokumenta „Guidlines for Development of energy Sector for 2007–2016” pamatmērķis ir nodrošināt drošu preču kustību lauksaimniecības sektorā, palielināt atbalstu un samazināt atkarību no ārējiem tirgiem.

Uzlabot siltumsaimniecības infrastruktūru un efektivizēt enerģētiku patērētāju sektorā. Nodrošināt enerģijas pieejamību patērētājiem. Palielināt atjaunojošās enerģijas avotu apjomu un enerģijas ražošanu no tās (koogenerācijas procesus). Atbalstīt šā tirgus liberalizāciju un konkurences spēju, palielināt produktu daudzveidību un tirgus ilgtspēju.

Latvijas Valsts politika šajā sektorā ir vērsta uz līdzsvara nodrošināšanu starp patērīņu un ražošanu vietējās eletrostacijās 2011 – 2012.g. Lai sasniegtu labākus rezultātus ir ieviestas efektīvākas enerģijas izmantošanas metodes, tiek izmantoti atjaunojošie

7

enerģijas avoti, efektīvi CHP cikli.

Pārējais enerģijas pieprasījums tiek apmierināts ar citiem fosilās izcelsmes kurināmajiem, samazinot atkarību no dabas gāzes.

Kurināmā dažādošanai ir domāts par kondensāta elektrostacijas uzstādīšanu, kur varētu izmantot fosilos kurināmos, kas sajaukti ar biomasu (ogles maisījumā ar biomasu un citiem vietējiem kurināmajiem).

Izvērtējot Baltijas valstu enerģijas vajadzības pēc Ignalinas AES slēgšanas, Latvija atbalsta jaunās AES celtniecību.

Turpināt attīstīt un ieviest dārgus projektus kā augsti efektīvu koogenerācijas staciju un vēja parku izbūve.

Uzlabot darbības, kas saistītas ar biokurināmā ražošanu un izmantošanu. Ieviest efektīvus enerģijas izmantošanas pasākumus, galvenokārt, siltuma ražošanā un izmantošanā (enerģijas ražošanas avotu un siltuma pārvades trašu renovācija un būvju siltumizolācijas uzlabošana).

Enerģijas politika ir sastīta ar citām valsts politikām, piemēram, vides transporta un lauksaimniecības politikām, procesa integrācija ir saskaņota caur likumiem, valdību un citām valsts programmām.

Enerģijas politika ir atspoguļota stratēģiskajā Valsts Attīstības Plānā 2007 – 2013.g. Šī pati politika ir ierakstīta arī Latvijas ilgtspējigās attīstības strātēģijā, kas saskaņota LR valdībā 2002.g. 13. augustā.

Ar mēŗķi samazināt enerģētisko neatkarību un samazināt cenas 2006.g. Latvijas Vides ministrijā tika izstrādāts Atjaunojošās enerģijas avotu izmantošanas stratēģija 2006-2013. gadam. Ekonomikas ministrija izdeva lēmumu Par elektoeneģijas ražošanu no atjaunojošās enerģijas avotiem. No atjaunojošās enerģijas avotiem priekšroka tiek dota ražošanai no biomasas, koksnes un koksnes pārpalikumiem. Tuvākajā laikā Latvijas valdība plāno attīstīt jaunu virzienu – biogāzes ražošanu. Tiek atbalstīta arī saules un vēja enerģijas ieguve.

2020. gadā Latvijā ir plānots 42% elektroenerģijas iegūt no atjaunojošās enerģijas avotiem (2005. gadā šis rādītājs bija 34.9%).

Svarīgākie atslēgas lauki ir ES likumdošanas un juridisko darbu saskaņošana eļļas un 8

eļļas produktu krājumu, piegādes apdrošināšanas, enerģētiskās efektivitātes, nepārtrauktā tirgus principu ieviešanā enerģijas sektorā.

2006.g. 6. novembrī Latvijas valdība apstiprināja lēmumu Nr. 921 „Elektrības ražošana koogenerācijas stacijās“, kas regulē koogenerācijas stacijas darbības kritērijus. 2007.g. 24. jūlijā Latvijas valdība pieņēma lēmumu „Elektrības ražošana koogenerācijas stacijās no atjaunojošās enerģijas avotiem - RES“, kas regulē enerģijas ražošanu no atjaunojošās enerģijas avotiem (vējš, mazās HES, biomasa, biogāze) un tās pārdošanu ar fiksētajām cenām.

2. Reģiona enerģijas patēriņš un ražošana

2.1. Reģiona vispārējais raksturojums

Vēsturiskā setu zeme paslaik administratīvi ir sadalīta trīs daļās: viena daļa Veru apriņķī, otra Pelvas apriņķī, trešā Pečori rajonā Krievijas teritorijā. Setu zemes Igaunijas daļa atrodas dienvidaustrumu Igaunijā. Ziemeļaustrumos Setu zeme robežojas ar Pleskavas ezeru, austrumos un dienvidaustrumos kaimiņš ir Krievija, dienvidos - Latvija un rietumos Veru apriņķis.

Setu zemē ietilpst 4 pagastu teritorijas- Pelvas apriņķa Mikitamē un Verskas pagasti, kā arī Veru apriņķa Meremē un Misso pagasti.

Setu zemē dzīvo 4 337 iedzīvotāji (1.janv. 2008), vidējais apdzīvotības blīvums ir 6,7 cilv./km2.

Apes pašvaldība sastāv no četriem bijušajiem pagastiem: Apes pilsētas, Virešu, Trapenes un Gaujienas pagastiem. Pašvaldība atrodas Igaunijas - Latvijas pierobežā. Apē dzīvo 4 357 cilvēki, vidējais apdzīvotības blīvums 8,1 cilv./km2.

Tabula 1.1. Reģiona pašvaldību platība un apdzīvotības blīvums

Pagasts Platība, km2 Apdzīvotības blīvums, cilv./ km2

Mikitamē pagasts 104 11,5Verskas pagasts 188 8,0Meremē pagasts 134 9,0Misso pagasts 190 4,3Apes pašvaldība 545 8,1Reģions kopā 1161 7,8

9

Lielākās apdzīvotās vietas ir:

Apes pilsēta 1113 iedzīvotājiObinitsa ciems 200 iedzīvotāji Mikitamē ciems 346 iedzīvotājiMisso ciemats 280 iedzivotāji Verskas ciemats 563 iedzivotāji

2.2. Reģiona enerģijas patēriņš

Setu zemē un Apē (turpmāk tekstā Reģions) kurināmais, galvenokārt tiek izmantots ēku apkurei, siltā patēriņa ūdens ieguvei un ēdiena gatavošanai. Siltuma patēriņa novērtēšanai tika izmantoti Tallinas Tehniskās augstskolas zinātnieku pētijumu dati par enerģijas izmantošanu mājsaimniecībās. Balstoties uz šiem datiem, ir aprēķināts vidējais siltumenerģijas patēriņš uz vienu Reģiona iedzīvotāju (tabula 2.1.)

Tabula 2.1. Siltumenerģijas izmantošana Reģiona mājsaimniecībās

Parametri Mēr-vienība Meremäe Mikitamäe Misso Värska Ape Reģions

kopāMājsaimniecību skaits gab. 506 515 369 574 1707 3671Slēgtā neto dzīvojamā platība m2 103 73 82 64 80 80

Cilvēku skaits mājsaimniecībā (vidēji)

cilvēks 2,3 2,1 2,0 1,8 2,5 2,1

Malkas (kurināmās koksnes) patēriņš mājsaimniecībā

rm/a 17 18 18 14 17 17

Malkas patēriņš uz vienu iedzīvotāju gadā

rm/cilv. 7 9 9 8 7 8

Vidējais kurināmā enerģijas patēriņš mājsaimniecībā

MWh/g 24 26 25 20 24 24

Vidējais kurināmā enerģijas patēriņš uz vienu iedzīvotāju gadā

MWh/cilv 10 12 13 11 10 11

Pašvaldību īpašumā esošo ēku siltuma patēriņa novērtēšanai tika izmantoti dati, kas tika iegūti no pašvaldību speciālistiem.

10

Dati par elektrības un dabas gāzes patēriņu iegūti no a/s „Eesti Energia” (Igaunijas enerģija) un a/s „Eesti Gaas” (Igaunijas gāze). No „Latvenergo” datus iegūt neizdevās. Tabulā dotie dati saņemti no ekspertiem.

Datus par motordegvielu patēriņu nebija iespējas iegūt. To patēriņš tika novērtēts pēc Statistikas dienestu datu bāzes vidējiem rādītājiem uz vienu cilvēku. Benzīna patēriņš vidēji ņemts 210 litri uz iedzīvotāju, tāpat arī dīzeļdegvielas patēriņš transportlīdzekļos 210 litri uz iedzīvotāju.

Lauksaimniecībā izmantojamās dīzeļdegvielas daudzums novērtēts 125 l/ha. Balstoties uz šiem datiem tika sastādīts Reģiona enerģijas patēriņa novērtējums, kas atspoguļots tabulā 2.2.

Tabula 2.2. Reģiona enerģijas patēriņa novērtējums

Parametri Mēr-vienība Meremäe Mikitamäe Misso Värska Ape Reģions

kopā

Iedzīvotāju skaits tūkst. cilv. 1,2 1,2 0,8 1,5 4,4 9

Iedzīvotāju siltuma patēriņš GWh/g 12,3 14,5 9,7 16,8 41,6 95

Pašvaldības objektu siltuma patēriņš GWh/g 0,9 0,8 1,1 4,6 4,0 11,4

Elektroenerģijas patēriņš GWh/g 1,7 1,2 2 3,5 13 21,4

Motordegvielas (autobenzīns) patēriņš

GWh/g 2,1 2,1 1,4 2,7 7,8 16

Motordegvielas (dīzeļdegviela) patēriņš

GWh/g 2,5 2,4 1,6 3,1 9,1 18,7

Motordegvielas (dīzeļdegviela) patēriņš lauksaimniecībā

GWh/g 4,2 2,3 1,5 0,9 9,6 18,4

KOPĀ GWh/g 24 23 17 32 85 181

Lielākā daļa no enerģijas – 59% tiek patērēta ēku kurināšanai. Citu enerģijas avotu patēriņš ir ievērojami mazāks: motordegvielu (benzīns un dīzeļdegviela) daļa sastāda 20%, elektroenerģija 12%, lauksimniecībā izmantojamā dīzeļdegviela 9%.

Enerģijas patērīņš uz vienu cilvēku ir apmēram vienāds – vidēji 20 MWh/gadā. 11

Vairāk tiek patērēts Misso – 22 MWh/gadā, mazāk Mikitamē un Apē – 19 MWh/gadā.

3. Enerģijas ražošana Reģionā

Enerģijas ražošanu reģionā raksturo galvenokārt siltuma ražošana vietējās katlumājās. Strādājošā centrālapkures sistēma ir saglabājusies tikai Gaujienā (katlumājas jauda 1,1 MW, siltumtrašu garums 250 m, patērētāju skaits 250 cilvēki). Dati par kurināmā veidiem doti tabulā 3.1.

Tabula 3.1. Kurināmo izmantošana siltuma ražošanai Reģionā, GWh/a.

Pagasts KoksneKurināmā eļļa un degakmens

eļļaDabas gāze Kurināmie

kopā

Meremē 16,4 0,5 0 16,9Mikitamē 19,3 0,6 0 19,9Misso 10,2 1,4 1,3 12,9Verska 15,2 0 7,2 22,4Ape 55,5 0 0 55,5Kokku 116,6 2,5 8,5 127,7

Siltuma ražošanai tiek izmantots galvenokārt uz vietas iegūts koksnes kurināmais - 91% no kopējā patēriņa.

12

Reģiona enerģijas patēriņa struktūra

53%

6%

12%

9%

10%

10%Iedzīvotāju siltuma patēriņš

Municipālo objektu siltuma patēriņ

Elektroenerģijas patēriņš

Motora degvielas (benzin) patēriņš

Motora degvielas (dīzeļdegvielas)patēriņš

Motora degvielas (dīzeļdegvielas)patēriņš lauksaimniecībā

Caur Verskas un Misso pagastiem izbūvēts gāzesvads un šajos pagastos dabas gāzes pātēriņa procents ir lielāks – atbilstoši 32% un 10%. Kurināmā patēriņš siltuma ražošanai rupniecības uzņēmumos ir mazs un tā īpatsvars ir mazsvarīgs.

Jau gadiem ilgi Reģionā strādā arī viena maza elektrostacija – Grūbes HES, tās jauda ir 200 KW, gadā saražo 800 - 1000 Mwh elektroenerģijas. Citi enerģijas veidi Reģionā netiek ražoti.

4. Reģiona atjaunojošās enerģijas resursi

Biomasa ir lauksaimnieciskās ražošanas (ieskaitot augu un dzīvnieku izcelsmes vielas), mežizstrādes un ar to saistītās apstrādes pārpalikumu, atkritumu bioloģiski sadalošās frakcija, kā arī rūpniecības un sadzīves atkritumu bioloģiski sadalošā frakcija.

Biomasas rašanās reģionā:

• Mežs

• Lauks

• Ferma13

Degvielas izmantošana siltuma ražošanai Reģionā, GWh/g

91%

2% 7%

Koksnes kurināmais

Vieglā kurināmā undegakmens eļļaDabas gāze

4.1. Meža biomassa

Reģiona koplatība ir 116 tūkstoši hektāri, no kā meža zeme sastāda 58%.

Tabula 4.1. Mežu platības Reģiona pašvaldībās

PagastsKopējā platība, ha Meža zeme, ha

Meremē 13426 6605Mikitamē 10446 3720Misso 18972 12846Verska 18809 12781Ape 54456 31573Kopā 116109 67525

Pēc aizsardzības kategorijas meži iedalās trīs grupās: • saudzējamie meži - saimnieciskā darbība ir aizliegta (rezervāti, aizsargājamās

teritorijas);• aizsargājamie meži - saimnieciskā darbība tiek ierobežota ar aizsardzības

noteikumiem;• ražošanas meži - ir atļauti visi Meža likumā pieminētie, noteikumiem

atbilstošie, meža apsaimniekošanas veidi (atjaunošanas cirtēs ir noteikti minimālie vecumi, retināšanas cirtēm ir noteikts minimālais meža biezums pēc retināšanas, noteikts cirsmu platums un platības).

Igaunijas augstskolu zinātnieki ir aprēķinājuši mežu gada vidējo biomasas ražību atkarībā no meža aizsardzības tipa. Skuju kokiem celma tilpums attiecībā pret stumbra tilpumu ir apmēram 12% (priede, egle), bet mīkstajiem lapu kokiem 10% (apse, bērzs, melnalksnis, alksnis), 20% cietajiem lapu kokiem (osis, ozols). Analoģiski ir aprēķināta arī Apes novada mežu rāžība. Prognozes dotas tabulā 4.2.

14

Tabula 4.2. Reģiona mežu gada vidējā ražība ilgākā laika periodā

PagastsLietkoksne, tūkst.m3 Neizmantotā koksnes biomasa, tūkst.m3

Balķi, papīrmalka Malka Kopā Mežizstrādes pārpalikumi Celmi Kopā

Meremē 34,2 1,8 36,0 5,8 3,2 9,0Mikitamē 17,3 1,1 18,4 3,0 1,7 4,7Misso 41,4 3,0 44,4 7,6 4,2 11,8Verska 52,3 4,0 56,3 8,8 5,0 13,8Ape 104,7 6,9 111,6 18,4 10,0 28,5Kopā 249,9 16,8 266,7 43,6 24,1 67,8

Tabulā 4.3. dota Reģiona mežu ilglaicīgā gada vidējā ražība atbilstoši sausnas saturam (S).

Tabula 4.3. Reģiona mežu ilglaicīgā gada vidējā ražība, t S

PagastsLietkoksne, tūkst.t S Neizmantotā koksnes biomasa, tūkst.t S

Baļķi, papīrmalka Malka Kopā Mežizstrādes pārpalikumi Celmi Kopā

Meremäe 14,4 0,8 15,1 2,6 1,3 4,0Mikitamäe 7,3 0,5 7,7 1,4 0,7 2,1Misso 17,4 1,3 18,6 3,4 1,8 5,2Värska 22,0 1,7 23,6 4,0 2,1 6,1Ape 44,0 2,9 46,9 8,3 4,2 12,5Kokku 104,9 7,1 112,0 19,6 10,1 29,8

Tabulu 4.2. un 4.3. dati rāda, ka Reģiona mežu potenciālā gada ražība ir 335 tūkst. m3

(142 tūkst. tonnas S) un tradicionālā apkures malkas daļa ir 17 tūkst. m3 (7 tūkst. tonnas S). Kurimāmās malkas patiesais patēriņš ir lielāks, acīmredzot kurināšanai tiek izmantota daļa no pārdodamās lietkoksnes. Mūsdienās joprojām lielā apjomā netiek izmantoti mežizstrādes pārpalikumi, galvenokārt galotnes un zari. Teorētiski to iegūstamais daudzums ir 44 tūkst. m3 (19 tūkst. tonnas S). Līdzās šim potenciālam mūsdienās var izmantot arī celmus. Aprēķinos par celmu resursiem tika ņemtas tikai kailcirtes, jo celmu izlaušana retināšanas cirtēs kaitētu palikušajiem kokiem. Aprēķinu rezultāti parādīja , ka kailcirtēs teorētiskais celmu daudzums ir 24 tūkst. m3

(10 tūkst. tonnas S), bet sakarā ar vides aizsardzības ierobežojumiem reāli iegūstamie daudzumi ir mazāki. Reģiona koksnes enerģētisko potenciālu raksturojošie dati doti tabulā 4.4.

15

Atsevišķi ir parādīta kurināmās malkas un neizmantotās koksnes enerģētiskā vērtība, jo galvenokārt tās sastāda vietējās enerģijas ražošanas potenciālu.

Tabula 4.4. Reģiona mežu enerģētiskais potenciāls

Pagasts Lietkoksnes enerģētiskā vērība, GWh Neizmantotās koksnes enerģētiskā vērtība, GWh

Baļķi, papīrmalka Kurināmā malka Kopā Ciršanas

pārpalikumi Celmi Kopā

Meremē 48,0 2,5 50,4 8,1 4,5 12,6Mikitamē 24,3 1,6 25,8 4,2 2,4 6,6Misso 58,1 4,8 62,8 10,7 5,9 16,5Verska 73,4 3,3 76,7 12,4 7,0 19,3Ape 146,8 9,9 156,8 25,9 14,0 39,9Kopā 350,5 22,1 372,6 61,2 33,8 95,0

16

Reģiona mežu enerģētiskais potenciāls, GWh

22,1

61,2

33,8

MalkaCirtes atlikumiKännud

Ilglaicīgāk prognozējot Reģiona mežu enerģētisko potenciālu (malka, mežizstrādes atlikumi un celmi) varētu novērtēt ap 117 GWh/gadā, tajā skaitā malka 22 GWh, mežizstrādes pārpalikumi 61 GWh un celmi 34 GWh.

4.1.1. Kokapstrādes pārpalikumi

Kokapstrādes procesā rodas liels pārpalikumu daudzums, ko var izmantot ražojot koksnes kurināmo ar pievienotu vērtību (koksnes granulas, briketes) un arī bez papildus apstrādes kurināmo katlu mājās. Kokzāģētavu ilglaicīga pieredze liecina, ka kokapsrādes procesā rodas 10-15% zāģskaidu un 10-12% koka mizu. Papildus koksnes pārpalikumi rodas mēbeļu, finiera, plākšņu, līmētās koksnes un citās ražotnēs. Dati par Reģionā esošajiem kokapstrādes uzņēmumiem apkopoti tabulā 4.5.Tabula 4.5. Kokapstrādes pārpalikumi Reģionā.

Pagasts Uzņēmums PamatnozareKoka

pārpaliku-mu veids

Daudzums, m3

Mitrums, %

Izmantošanas veids

Meremē Estviikor OÜ Kokapstrāde

Nenoteikts, gadījuma

rakst.

Mikitamē Kalapuu OÜ Zāģmateriālu zāģskaidas 1500 50 pārdošana

ražošana nomales 1500 50 Pašpatēriņš, pārdošana

Misso M.A.O. OÜ Baļķu mājas žāgskaidas 600 50 pārdošana

VIP-mööbel Dārza mēbeles klucīši 30 10 pašpatēriņš

Verska Värska Laht OÜ

Eiropaliktņu un zāģmateriālu žāgskaidas 1000 50 pārdošana

ražošana nomales 1500 50 pašpatēriņš, pārdošana

Värska Puit OÜ Zāģmateriālu zāģskaidas 2000 50 pārdošana

ražošana nomales 1000 50 Pašpatēriņš, pārdošana

Ape Kopā 9130

17

Kā redzams tabulā 4.5., kokapstrādes uzņēmumos rodas divu veidu pārpalikumi: zāģskaidas un klucīši.

Apmēram pusi no koksnes pārpalikumiem uzņēmumi izmanto pašu vajadzībām tehnoloģiskā siltuma ražošanai. Pārdodamo koksnes pārpalikumu resurss ir 3,6 GWh/gadā. Situāciju Reģionā var būtiski izmainīt mežizstrādes attīstība.

4.2. Zāles biomasa

2007.g. Reģionā bija 31,7 tūkstoši hektāru laukssaimniecībā izmantojamās zemes un tai ir raksturīga diezgan zema auglība: zemju vidējā bonitāte ir zem 40 punktiem (Verskā 32 punkti), tapēc arī efektīvā augsnes auglība ir diezgan zema. Pamatojoties uz apstrādājamās zemes vidējo bonitāti miežu ražība ir tikai 1,0-1,3 t/ha. Pēc Igaunijas un Latvijas neatkarības iegūšanas un pārejas uz tirgus saimniecību, laukssaimnieciskā ražošana abās valstīs piedzīvoja strauju lejupslīdi, būtiski samazinājās apstrādājamās zemes platība un lauksaimniecības produkcijas ieguve. Pamatojoties uz Igaunijas Lauksaimniecības augstskolas (EMÜ) zinātnieku aprēķiniem, ir apkopota orientējošā salmu ieguve Reģiona pagastos. Aprēķini veikti pēc pēdējo gadu labības platībām un ražības (tabula 4.6).Tabula 4.6. Reģionā audzējamo kultūru ražība, t/ha.

Labība Ražība, t/haRudzi a 2,1Kvieši a 2,3Mieži a 2,2Auzas a 2Pākšaugi a 0,9Rapsis a 1,5Kartupeļi b 12,9Kultivētie zālāji c 11Dabīgie zālāji c 9,7

Ar labību Reģionā ir apsēti 10-11 tūkst. hektāru. Rāžība ir zema, to nosaka arī nepietiekošā mēslojumu izmantošana. Lai iegūtu mūsu augsnes un klimatiskajiem apstākļiem atbilstošas, agroekonomiski pamatotas ražas, slāpekļa minerālmēslu normām vajadzētu būt apmēram divas reizes, bet kālija 3-5 reizes lielākām. Pašreiz salmu sausnas ražība ir ap 1,6 t/ha un kopejā raža Reģionā 10-11 tūkstoši tonnu.

18

Rēķinoties ar reģiona augšņu humusvielu nabadzību un pieticīgo organisko mēslojumu izmantošanu visus salmus vajadzētu ieart, lai saglabātu humusa pašreizējo stāvokli. Tādējādi gadā rastos apmēram 0,3 t/ha svaiga humusa.Reģionā nevar rēķināties ar salmiem kā bioloģisko kurināmo. Plānojot bioenerģētiskos resursus noteikti jāpatur prātā zemes, kas vairs netiek izmantotas lauksaimniecībā. Reģionā ir 16,8 tūkstoši hektāru lauksaimniecībā neizmantojamas zemes (tabula 4.7). Lielākais lauksaimniecībā neizmantojamo zemju procents ir Verskas pagastā.

Tabula 4.7. Lauksaimniecības zemju izmantošana Reģionā. Lauksaimnieciskā zeme, ha

Pašvaldība Kopā, ha T.s.k. izmantota lauks. zeme

Neizmantota lauks. zeme

ha % ha %Meremē 6069 3394 56 2 675 44Mikitamē 3930 1873 48 2 057 52Misso 3432 1184 34 2 248 66Verska 2811 717 26 2 094 74Ape 15439 7739 50 7 700 50Kopā 31681 14907 47 16 774 53

Neizmatojamo lauksaimniecības zemju apgūšana ir enerģētiskās biomasas audzēšanas potenciāls. Rēķinot, ka no 1 ha var gadā iegūt 6 tKA cietās biomassas

19

Lauksaimniecības zemes izmantošana reģionos

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Meremäe Mikitamäe Misso Värska Ape

neizmantotās zemesizmantotās zemes

(piemēram, enerģijas mežs), tad lauksaimniecībā neizmantotās zemes enerģētisko resursu potenciālu varētu vērtēt ap 500 GWh.

4.2.1. Mitraiņu biomasa

Niedru krājumi atrodas Reģiona pagastos, kas izvietoti pie Peipusa ezera (Verska un Mikitamē). Meremē, Misso un Apes niedrāju teritorijas gan nav precizētas, bet tur augošās niedras nav vērtējamas kā enerģētiskais resurss.

Tallinas Tehniskās augstskolas (TTÜ) siltumtehnikas institūta zinātnieki ir noteikuši niedru ražību gan vasarā, gan ziemā Setu zemē pie Peipusa ezera. Dati apkopoti tabulā 4.8.Tabel 4.8. Reģionā augošo niedrāju patēriņa vielas un sausnas vidējā ražība Ražība, t/ha Sausnas ražība, t/ha Mitrums, %

PagastsParauga

ņemšanas vieta

ziemā vasarā ziemā vasarā ziemā vasarā

Verska Popovitsas ciems 10,8 23,5 8,5 10,3 21,4 56,1

Mikitamē Lībnitsas ciems 9,3 23,4 7,4 10,8 20,0 57,6

Vidējais 10,0 23,4 7,9 10,5 20,7 56,8

Niedrāju platība ir salīdzinoši neliela, Meremē un Verskas pagastos tā ir ap 170 ha.

Pie 20% mitruma niedru zemākā apkures vērtība ir starp 3,7 - 3,8 MWh/t, tātad visu ievācāmo niedru enerģētikā vērtība ir 6,3 GWh/g (ja katru gadu nopļauj visas izaugušās niedras). Plānojot ilgtspēju niedras vajadzētu pļaut katru trešo gadu, tad kopražība būtu ∼2 GWh/g. Tiek izmantota tā saucamā trīslauku sistēma, lai niedrāji varētu atkopties. Pārvēršanai enerģijā nevar izmantot visas izaugušās niedras, daļu varētu izmantot celtniecibai un citiem mērķiem, un varbūt visi zemju īpašnieki neļaus uz savas zemes niedras pļaut.

Rēķinoties ar pēdējiem apstākļiem, niedru novērtētais enerģētiskais potenciāls, pārvēršot tās bioenerģijā, varētu būt apmēram 50% jeb 1 Gwh/g.

Otra iespēja būtu, no nopļautajām niedrām un celtniecības niedru pārpalikumiem, gatavot briketes vai granulas. Pie neliela izejvielu daudzuma labāk atmaksājas brikešu ražošana. Briketes varētu arī izmantot krāšņu un kamīnu kurināšanai privātmājās.

20

Gadā no niedrām varētu ražot 250-260 tonnas brikešu. Pēc briketēšanas iekārtu ražotāju novērtējuma (Čehu firma „Briklis”) nav ekonomiski izdevīgas rūpnīcas, kuru iekārtas ražo brikešu mazāk kā 400 kg/h.

4.3. Kūtsmēslu biomasa

Svarīgs atjaunojošās enerģijas avots ir lauksimniecības dzīvnieku mēsli, ko var izmantot biogāzes ražošanai. Biogāzes ražošanas potenciāls reģionā tika novērtēts pēc esošo lauksaimniecības dzīvnieku daudzuma (liellopi un cūkas) (Tabula 4.9).

Tabel 4.9 . Reģionā saražoto liellopu un cūku mēslu enerģētiskais poetenciāls.

Kūtsmēsli Biogāzes ieguve Enerģētiskā vērtība

Dzīvnieku veids

Dzīvnieku skaits m3/a oKA,t/a m3/t.oKA kopā,

m3/gadāneto,

m3/gadā GJ MWh

Meremē liellopi 165 3317 371 300 148579 98062 2167 602 cūkas 4081 7754 868 350 347375 229267 5067 1407Mikitamē liellopi 182 3658 410 300 163887 108166 2390 664 cūkas 0 0 0 350 0 0 0 0Misso liellopi 386 7759 869 300 347585 229406 5070 1408 cūkas 160 304 34 350 13619 8989 199 55Verska liellopi 106 2131 239 300 95451 62998 1392 387 cūkas 28 53 6 350 2383 1573 35 10Ape liellopi 2558 51416 5759 300 2303428 1520262 33598 9333 cūkas 949 1803 202 350 80779 53314 1178 327Kopā 78194 8758 3503087 2312037 51096 14193

Biogāzes ražošana no kūtsmēsliem būtu iedomājama lielās fermās, citur drīzāk izmantot organiskajiem mēsliem.

Igaunijā vidēji tiek izmantotas 3,9 tonnas mēslu uz hektāru, kas ir mazāk par optimālo normu (10-12 tonnas/ha gadā), lai saglabātu augsnes auglību. Ja pagastos kūtsmēslus izkliedētu uz apstrādājamām (auglīgām) zemēm, tad attiecīgi normas būtu sekojošas: Meremē 3,3 t/ha, Mikitamē 1,9 t/ha, Misso 6,8 t/ha, Verska 3,0 t/ha un Ape 6,9 t/ha.

Misso pagasta govju fermā gadā rodas apmēram 1 800 tonnas sūkalu, ko arī var izmantot biogāzes ražošanai. Pārvēršot šīs sūkalās biogāzē to enerģētiskais poetenciāls ir 83 MWh.

21

Reģionā ir 4 lielas fermas – Nopri saimniecība Misso, Kimeko saimniecība Meremē, kā arī Niedrāju un Gobu fermas Apē, kur radušos mēslu un citu biosadalošos pārpalikumu daudzums ļautu pie šīm fermām uzbūvēt biogāzes stacijas. Biogāzes ražošanai šajās fermās varētu izmantot galvenokārt kūtsmēslus un sūkalas (Nopri), pievienojot zāles biomasu, ko izaudzē laukos ap fermu.

Tabel 4.10. Biogāzes ražošanas potenciāls Reģiona lielākajās fermās

Kūtsmēsli Biogāzes ieguve Enerģētiskā vērtība

Dzīvnieku veids

Dzīvnieku skaits m3/g oKA,t/a m3/t.oKA kopā,

m3/gadāneto, m3/gadā GJ MWh

Nopri slauc. govis 240 4824 540 300 216115 142636 3152 876Misso liellopi 100 2010 225 300 90048 59432 1313 365

Kimeko Meremē cūkas 4081 9800 916 350 366520 241903 5346 1485

Niedrāji slauc. govis 100 2010 225 300 90048 59432 1313 365

Ape liellopi 180 3618 405 300 162086 106977 2364 657Gobas slauc. govis 80 1608 180 300 72038 47545 1051 292Ape liellopi 90 1809 203 300 81043 53489 1182 328Kopā 25679 2695 1077899 711413 15722 4367

Tātad reālo biogāzes ražošanas potenciālu reģionā varētu vērtēt ap 4,4 GWst.Biogāzi var ražot arī no zāļu biomasas. Dati, kas raksturo biogāzes ieguvi no dažādām zāļu biomasām, apkopoti tabulā 4.11.

Tabula 4.11. Biogāzes ieguve no zāles biomasas.

Lauksaimniecības ražojums vai pārpalikums

Biomasas ražība, t/ha

Biogāzes ražība, m3/ha

Enerģijas blīvums uz hektāru, MWh/ha

Zāles skābbarība 7 - 8 2490 - 2840 24 - 28Lauka āboliņš 4 - 5 1070 - 1340 10 - 13Lopbarības kāposti 6 - 8 1730 - 2300 17 - 22Pļavas augi 9 - 10 2970 - 3300 29 - 32Cukurbietes 4 - 6 1180 - 1770 11 - 17Kukurūzas skābbarība 25 - 35 3000 - 5000 30 - 50Rapša salmi 2 440 4

22

5. Saules enerģija

Saules enerģija ir atjaunojošās enerģijas avots, uz ko balstās arī citi atjaunojošās enerģijas veidi, t.sk. biomasas enerģija, vēja un hidroenerģija. Saules jeb helioenerģijas izmantošanai ir vairākas iespējas, piemēram:

• fotoelektriskā pārvēršana;• ūdens sidīšana, siltā ūdens apgādei vai apsildīšanai;• saules enerģijas izmantošana ēkas konstrukciju un/vai telpu gaisa sasildīšanai

(pasīvā izmantošana);• netiešā izmantošana.

Iespējamais maksimālais saulainā laika daudzums gadā ir 50%, t.i. 8760*50%= 4380 stundas. Patiesībā iespējamais saulainais laiks mākoņu segas dēļ būtiski samazinās, lai gan caur viegliem mākoņiem daļa starojumu enerģijas izkliedētā veidā nonāk caur atmosfēru uz zemes virsmas. Saules spīdēšanas ilgums (Att. 1) (Satel-Light) Eiropā svārstās ļoti plašā amplitūdā un tas vienlaicīgi nosaka arī saules enerģijas

Zīmējums 1. Saulaino stundu skaits gadā 23

izmantošanas potenciālu, kas tiek mērīts ar vidējo diennakts vai gada vidējo uz zemes virsmas krītošo saules enerģijas daudzumu (Att. 2) (Satel-Light).

1. attēlā redzams, ka reģionā ir vidēji 2000 saulainas stundas gadā.

Zīmējums 2. Gada vidējais vienas diennakts saules enerģijas daudzums uz vienu kvadrātmetru.

2. attēlā ir redzams vidējais vienas diennakts saules enerģijas daudzums uz vienu kvadrātmetru. Reģionā tas ir apmēram 2800 w·h·m-2.

Igaunijā saules starojums ir pētīts kopš 1930. gadiem. 30 gadu vidējais aktinometriskais (potenciālais) resurss ir 977 (±5 %) kW·h·m-2. 82% no resursa ir

24

apkopoti vasaras mēnešos starp pavasara un rudens saulgriežiem. Martam pieder apmeram 15% no gada resursa. No oktobra līdz februārim saules enerģijas resursu Igaunijā gandrīz nav (ap 3%).

Saules enerģijas tehniskais resurss Igaunijā vasarā ir 250 - 300 kW·h·m-2.

6. Vēja enerģijas resursi

Igaunija un Latvija izvietojas Baltijas jūras krastā - aktīvā ciklonu darbības zonā. Spēcīgāki vēji pūš jūras piekrastē. Piekrastē gada vidējais vēja ātrums 10m augstumā no zemes sasniedz līdz 7 m/s. Saposmotā reljefa un mežu dēļ, vēja ātrums uz iekšzemi strauji samazinās. Apmēram 20km platā piekrastes joslā vēja ātrums samazinās apmēram par 40%, dziļāk iekšzemē tik lēcienveidīga vēja ātruma samazināšanās vairs nenotiek. Lielākajā iekšzemes daļā gada vidējais vēja ātrums ir 3 – 4 m/s.

50m augstumā no zemes virsmas vēja ātrums galvenokārt ir atkarīgs no attāluma no jūras. Pie Baltijas jūras esošajās teritorijās gada vidējais vēja ātrums ir līdz 9 m/s, pie Rīgas un Somu līča 7 – 8 m/s. Iekšzemē vidējais vēja ātrums parasti ir 4 – 5 m/s. Mežainās teritorijās vēja ātrums ir mazāks par 3 m/s.

Zīmējums 3. Reģiona vidējie vēja ātrumi

25

Vēja ātrums Reģionā pēc Igaunijas vēju atlanta datiem 10m augstumā ir no 2 - 2,5 m/s iekšzemē līdz 5 m/s teritorijās pie Pleskavas ezera Verskas pagastā. Vēja ātrums ir lielāks rudenī un arī ziemā.

Vidējais enerģijas blīvums (W/m2) rāda vēja radītās enerģijas daudzumu uz 1m2. Ir izmantojama tikai daļa no šā resursa.

Attēls 4. Reģiona vēju enerģijas blīvuma karte

Izmantojamais enerģijas daudzums ir atkarīgs no aerodinamikas likumiem, vēja rtoru tehniskajiem risinājumiem, ierobežojumiem, kas sastīti ar vēja ģeneratoru uzstādīšanu (aizsargājamās teritorijas, elektrības tīkla raksturojuma u.t.t.) un citiem faktoriem. Pie jūras, atklātās teritorijās vēja vidējais energētiskais blīvums sasniedz 550 W/m2.

TTA aprēķini rāda, ka ar vienu 250 kW jaudas vēja agregātu piekrastes labākajās vietās varētu saražot 800 Mwh/g. Iekšzemē šādas turbīnas gadā saražotās enerģijas daudzums ir zem 500 Mwh.

Gan Igaunijā, gan Latvijā ir noteikti tarifi uz atjaunojošās enerģijas bāzes ražotā elektrība.

26

a/s „Eesti Energia”, pamatojoties uz pieslēguma pieprasījumiem un tīkla aprēķiniem, ir sastādījusi novērtējumu par vēja parku iespējamām atrašanās vietām un to jaudu. Atbilstoši šim novērtējumam mūsu reģions netiek uzskatīts par perspektīvu (ar lielām jaudām).

Vēja enerģiju ir lietderīgi izmantot apvidos, kur gada vidējais vēja ātrums 10m augstumā ir vismaz 4 m/s. Ja paturam pratā ekonomisko efektivitāti, priekšroka būtu jādod apvidiem, kur vēja ātrums ir pāri 5 m/s.

Mūsu reģionā vēja enerģijas blīvums 30 metru augstumā ir starp 50 – 100 W/m2. Verskas pagastā vēja blīvums vietām ir līdz 250 W/m2. Apmēram 2/3 no vēja enerģijas pieejamas rudens/ziemas periodā no oktobra līdz februārim.

Izvērtējot rēģiona vējus, mežu un reljefa izvietojumu, vispiermērotākā vieta vēja ģeneratoru izvietošanai būtu pie Peipusa un Pleskavas ezeriem. Precīzāk - ar krasta līniju paralēla josla starp Naha un Raigla ciemiem. Tā ir apmēram 9 km gara josla. Pēc Igaunijas vēju atlanta datiem vēja ātrums te ir 3,5 – 4 m/s. Pārējā piekraste ir lielāko daļu klāta ar dažādām aizsargājamām teritorijām. Ja attālumu starp ģeneratoriem varētu ņemt ~ 400 m, tur varētu uzstādīt līdz 20 ~2 – 3 MW jaudas vēja ģeneratorus.

Reģiona vēja enerģijas tehniskais potenciāls varētu būt apmēram 40 MW. Lai aprēķinātu aptuvenu iespējamās elektrenerģijas daudzumu, būtu vēl jāveic konkrētajā vietā precīzi vēja mērījumi. Par aptuveno vēja enerģijas potenciālu varētu uzskatīt 80 GWh gadā.

7. Hidroenerģija

Reģionā kā alternatīvs avots elektrības ražošanai varētu būt ūdens enerģijas izmantošana.

Pašreizējā ūdens enerģijas izmantošanas pieredze rāda, ka ekonomiski izdevīga ir bijušo dzirnavu vai mini-elekrostaciju atjaunošana, kur vēl ir pietiekami saglabājušās hidrotehniskās būves. Jaunu staciju būve pašreizējā saimnieciskajā situācijā vēl neatmaksājas. Nākotnē, pieaugot enerģijas cenām, izdevīga var kļūt arī citu veco bijušo dzirnavu atjaunošna vai pat jaunu būve.

Atceroties to, kāda bija ūdens enerģijas loma Igaunijas enerģijas apgādē pirms 2.

27

pasaules kara (sedza vairāk kā ceturtdaļu no valsts summārā enerģijas patēriņa), ar lielu varbūtību varētu teikt, ka visi iespējamie ūdens enerģijas izmantošnas veidi tajā laikā tika arī izmantoti. Arī pašreiz visjaunākais 1991.g. Igaunijas meliorācijas projektēšanas institūtā veiktais rekogniscējošais pētījums uz Pelvas apriņķa upēm neparāda nevienu agrāk neizmantotu potenciālu aizsprosta vietu. Tātad agrāk esošo aizsprostu vietu iespējas var ņemt par pamatu, novērtējot apiņķu hidroresursus.

Mazā hidroenerģetika ideāli noder atsevišķi esošu objektu gadījumā, bet, pievienojot elektrotīklam, var dot savu ieguldījumu arī valsts elektroenerģijas ražošanā. Lai nodrošinātu neatkarīgajiem ražotājiem efektīvi darboties tirgū, tiem jānodrošina pieeja elektrotīklam. Jāuzsver, ka no vides aizsardzības viedokļa veicināma ir tikai hidroenerģijas izmantošana mazā apjomā.Pēdējos gados ES dalībvalstīs uzstādīto jaudu rādītāji ir maz mainījušies, jo gandrīz visi jaunie projekti ir saskārušies ar administratīvo pretstāvi un regulāciju dēļ apstājušies. Liekas, ka labākās vietas jau ir aizņemtas. Tajā pašā laikā ir liels potenciāls esošo jaudu atjaunošanai un iekārtu efektivitātes paaugstināšanai.

Jūtami mazāks par teorētisko resursu ir tehniski izmantojamais resurss, kas pamatā saistās ar samazinošo kritumu esamību un to izmantošanas iespējām.

No Igaunijas ūdens enerģijas tehniskā resursa vajadzētu izdalīt ekonomiski pamatoto resursu, kas atkarīgs no dažādiem laika gaitā mainīgiem faktoriem, kā, piemēram, kurināmā un elektrības cena, valsts enerģijas politika, vides prasības u.c. Pašreizējos apstākļos par ekonomiski pamatotu resursu var uzskatīt iespējamās HES, kur produkcijas pašizmaksa nepārsniedz 1,2 kr/kWh.

Cauri Reģionam tek divas upes ar vērā ņemamu potenciālu:

Piusas upes – augštece un vidusteces augšējā daļa atrodas Veru apriņķī (arī Setu zemes pagastos), vidusteces lejasdaļa ir uz Veru un Pelvas apriņķu robežas, kā arī uz Pelvas apriņķa un Krievijas Federācijas robežas. Lejteces augšējā daļa ir Pelvas apriņķī un lejas daļa KF Pečoru rajonā. Piusa ietek Pleskavas ezerā. Ir viena no dienvidaustrumu Igaunijas garākajām upēm – 109 km; sateces baseins 796 km2. Piusa no Igaunijas upēm ir ar vislielāko kritumu (212,4 m). Upes spēku senāk ir izmantojušas daudzas ūdensdzirnavas, kādreiz uz upes bija vismaz 28 dzirnavas.

Vaidavas upe – (augštecē Kūra) Mustjē upes lejteces kreisās puses pieteka. Upes izteka atrodas Veru apriņķī pie Igaunijas - Latvijas robežas. Augštecē un vidustecē upe plūst pa Latviju, lejtecē pa Igauniju Veru apriņķa dienvidrietumu daļā. Upes kritums ir 114,7 m un vidējais kritums 1,62 m/km. Lielākā ūdensdzirnavu un HES daļa atrodas Latvijā.

28

Vaidavas hidroenerģētiskais potenciāls senāk ir pamatīgi izpētīts. 5. zīmējumā atzīmētas teorētiskās iespējamās vietas mikro HES būvei.

Attēls 5. Vaidavas upes garenprofils un iespējamās mikro- HES vietas

Pirms 20 gadiem visā Latvijas teritorijā tika noteiktas iespējamās mikro HES vietas. Atbilstoši šim pētījumam reģiona teritorijā ir iespējams uzbūvēt/atjaunot 7 mikro HES. Jāatzīmē, ka līdz šim ir atjaunota tikai viena – Grūbes HES, kuras jauda ir 200 KW. Stacija strādā kopš 1999. gada un gadā saražo 800 - 1000 tūkstošus KWh elektroenerģijas.

Tabula 4.12. Reģiona teritorijā potenciālie mikro HES-as, atrašanās vieta un jaudaUpe Vieta Uzpludinājuma

augstums,m Jauda, KW

Ančkas 2 50 Miķeļi 50 Karvas HES 4,5 70Vaidava Čuksti 2 40 Ķikuts 2 35 Ziedugrava 2 25 Grūbes HES 5,4 200Kopā 470

Par Reģiona hidroeneģijas resursu varētu uzskatīt 2,0-2,5 GWh.

29

8. Reģiona atjaunojošās enerģijas avotu un enerģijas patēriņa bilance

Reģiona atjaunojošās enerģijas avotu potenciālu raksturojošie dati ir sniegti tabulā 4.13. Tabulā nav ierakstīts mitraiņu biomasas un kokapstrādes pārpalikumu enerģētiskais potenciāls, jo šie resursi nepārsniedz 1% no citu atjaunojošās enerģijas avotu enerģētiskās vērtības.

Tabula 4.13.Reģiona enerģētiskā bilance, GWh

Malka, Mežistrādes

pārpalikumi CelmiNeizmant

otā lauks. zeme

Kūts- mēsli

Vēja enerģija

Hidro-enerģij

aKopā Enerģijas

patēriņs

Meremē 2 8 4 80 1,5 0 0 97 24Mikitamē 2 4 2 62 0 0 0 150 23Misso 5 11 6 67 1 0 0 90 17Verska 3 12 7 63 0 0 0 86 32Ape 10 26 14 231 2 0 2 284 85Kopā 22 61 34 503 4 80 2 707 181

Pēc tabulas 4.13. datiem var secināt, ka Reģiona atjaunojošās enerģijas avoti ir lielas rezerves, pietiekoši, lai nosegtu visa Reģiona enerģijas patēriņu.

30

9. Atjaunojošās enerģijas avotu izmantošana enerģijas ražošanai

Dažādu enerģijas veidu ieguvi no atjaunojošās enerģijas avotiem (agroenerģētiskās ķēdes) raksturo shēma 6. attēlā.

Attēls 6. Enerģijas ražošana no atjaunojošās enerģijas avotiem.

31

9.1. Saules enerģijas izmantošana enerģijas ražošanai

9.1.1. Fotoelektriskā transformēšana

Helioelektrības attīstība ir bijusi ļoti veiksmīga. Ar helioelektrību tiek apgādāti jau simtiem tūkstošu cilvēku visā pasaulē.

Lai ražotu elektrību no saules, ir iespējami divi pamatos atšķirīgi tehnoloģiskie risinājumi:

• fotoelektrisko pārveidotāju izmantošana saules starojuma tiešai pārvēršanai elektrībā (angļu valodā photovoltaic);

• saules staru sakoncentrēšana ar spoguļiem, kas nodrošina pietiekoši augstu temperatūru ūdens iztvaikošanai. Udens tvaiki tiek izmantoti zema spiediena turbīnas un ar to saistītā elektroģeneratora darbināšanai.

Aprēķins paraugam: dzīvojamās mājas platība ir 120 m2, trīs iedzīvotāji, mēneša vidējais elektrības patēriņs ir 200 kW·h. Māja atrodas reģionā jeb apmēram uz 57. ziemeļu platuma grāda.

1,88 kW jaudas saules paneļu komplekts OLS-GTS-8 (Mr.Solar) maksā 7900.00 USD jeb 89586.00 EEK. Pie cenas vēl jāpieskaita uzstādīšanas izdevumi - apmēram 15000 EEK.

Komplekta dati:• 8 - 235 W Sharp monokristālu silikona maduļi ar kopplatību 13.04 m2;• vadības automātika;• DC/AC inverters;• drošinātāju iekārta;• savienojuma vadi;• strāvas skaitītājs.

Sistēma tiek tieši pievienota barošanas tīklam. Aprēķināsim gadā saražoto elektrības daudzumu, ņemot vērā iekārtas jaudu un 1. attēlā redzamo Reģiona saulaino stundu skaitu gadā. Veicot aprēķinus jāatceras, ka mūsu klimatiskajos apstākļos efektivitātes koeficents samazinās par 15%.

E=1.88⋅2000⋅0.85=3196.0 , kW·h

Tātad panelis dod vairāk elektrības nekā māja mēnesī patērē. Ražotājs šiem paneļiem garantē 25 gadu darba ilgumu bez jūtamas ražības samazināšanās. Šajā laikā panelis

32

saražo 79900 kW·h.

Ņemot vērā iekārtas izmaksas, iegūst viena kW·h cenu - 1.31 EEK. Reģiona smagajos klimatiskajos apstākļos šāda paneļa darbības laiks ir uz pusi īsāks, tātad varētu teikt, ka viena kWh cena būs 2.62 EEK.

9.1.2. Saules kolektori patēriņa ūdens sildīšanai

Par visperspektīvāko Reģiona apstākļos var uzskatīt saules enerģijas izmantošanu siltā patēriņa ūdens gatavošanai. Diemžēl Igaunijā tās ģeogrāfiskā stāvokļa dēļ nav iespējams saules enerģiju izmantot cauru gadu. Tomēr no marta līdz oktobrim katrs saulains mirklis dod iespēju sagatavot silto patēriņa ūdeni un izmantot mājas centrālapkuri.

Mūsdienīgu saules kolektoru efektivitātes koeficents ideālā gadījumā sasniedz 90-95 procentus. Par ideālu gadījumu var saukt situāciju, kad saules starus neaizsedz mākoņi, un tie ir iespējami perpendikulāri saules kolektora virsmai. Šādas situācijas panākšana praktiski ir ļoti grūti panākama un dārga, tāpēc pieturēsimies pie vidējā līmeņa, kur arī saules apkure pavisam noteikti atmaksājas.

Ir vairāku tipu saules kolektori. Vispārīgi tos var iedalīt divos tipos: plakanie kolektori un vakumkolektori. Mūsu klimata apstākļos izmantojami ir abi, bet ražīgāks ir vakumkolektors. Vakumkolektori strādā arī ziemā, saulainā laikā. Šādus kolektorus izmanto arī zemēs, kas ir vēl tālāk uz ziemeļiem no mums - Somijā, Zviedrijā, Norvēģijā. Šī ir attīstīta, gadiem ilgi uzlabota tehnoloģija. Kolektorus ražo Ķīnā pēc mūsdienīgām rietumu tehnoloģijām, eksportē uz prasīgajiem Eiropas, Amerikas un Āzijas tirgiem. Ražotājiem ir ISO un CE sertifikāti. Plašāka saules kolektoru izmantošana ieviesīs jaunu laikmetu dzīvojamo māju celtniecībā.

Aprēķins paraugam: dzīvojamās mājas platība ir 250 m2, trīs iedzīvotāji, siltā ūdens patērīņš diennaktī ir 125 l. Kolektora darbības laiks ir no marta līdz oktobrim (ieskaitot). Māja atrodas Reģionā jeb apmēram uz 57 ziemeļu platuma grāda. Kolektora slīpums ir 40o. Ūdens uzsildīšanai pietiek ar 4 m2 kolektoru (2 sekcijas).Dotā ūdens daudzuma uzsildīšanai katru dienu nepieciešams 8,3 kWh enerģijas, tātad sildot ar elektrību (Mājas pakete 1 – 1.5667 EEK kWh) gadā par silto ūdeni maksājamā summa būs:

S1=356⋅1.5667⋅8.333=4647.69 , EEK·gads-1

33

Arī saules apkures komplekts pastāvīgi patērē elektroenerģiju - cirkulācijas sūknis (70 W), kas strādā diennaktī apmēram 12 stundas.

Tātad komplekta elektrības patēriņš 8 darbošanās mēnešu laikā ir:

S2=8⋅12⋅30⋅0.07=201.6 , EEK· mēneši-1

Parējos 4 mēnešos ūdeni silda ar elektrību, un tad izdevumi ir sekojoši:

S3=4⋅30⋅8.333⋅1.5667=1566.64 , EEK· mēneši-1

Mājas gada elektrības patēriņš siltā ūdens iegūšanai: S3 + S2: 1768.24 EEK.

Atņemot no S1 iegūto summu gadā ietaupam: 2879 EEK.

Apmēram 9 kW kolektora komplekta cena ir 40000 kronas, tātad saules kolektors atmaksāsies pēc 13-14 gadiem.

9.1.3. Siltumsūkņi

Siltumsūknis pēc darbības principa ir līdzīgs saldēšanas iekārtai. Vienīgā atšķirība starp siltumsūkni un saldēšanas iekārtu ir izmantošanas mērķis. Siltumsūkņa gadījumā mērķis ir kādas telpas (piemēram, apkurināmās telpas) temperatūras paaugstināšana (1. attēls). Principā, viena un tā pati iekārta tajā pašā vietā varētu darboties kā siltumsūknis un saldēšanas iekārta – piemēram, saldēšanas iekārtu izmanto ledus hallē ledus radīšanai un no turienes transportējamo siltumu varētu izmantot blakus esošā peldbaseina ūdens sildīšanai.

34

Zīmējums 7. Siltumsūkņa principiālā shē

Apkurei paredzētajos siltumsūkņos par zemas temperatūras (parasti dabīgiem) siltuma avotiem var izmantot:

• zemes virsmas siltumu;• gruntsūdeņu (arī upes, ezera, jūras līča) siltumu;• ventilācijā izplūstošā gaisa siltumu;• ārējā gaisa siltumu.

Siltumsūkņa darba efektivitatē noteicošā ir temperatūru starpība, precīzāk, apkurei izmantojamā siltuma nesēja un zemas temperatūras siltuma avota temperatūru starpība. Jo mazāka ir temperatūru starpība, jo vairāk apkurei nepieciešamā siltuma tiek paņemts no dabas, un jo mazāk papildus enerģijas tiek patērēts iekārtas darbināšanai. Siltumssūkņa darbu raksturo siltuma trasformācijas jeb, vienkāšāk sakot, siltuma faktors, kas veidojas no iekārtā iegūstamā efektīvā siltuma daudzuma un patērētās papildus enerģijas (elektrības) savstarpējās attiecības (COP). Atkarībā no tempeatūru starpības COP vērtība var svārstīties lielā amplitūdā, parasti diapazonā 2 - 5, kas, salīdzinot ar tiešo elektroapkuri, nozīmē 2 – 5 reizēju elektrības ietaupījumu.

35

Gaiss - gaisa siltumsūkņi ir kļuvuši populāri tāpēc, ka tos var diezgan vienkārši izmantot esošajās ēkās un tās nav saistītas ar ēku apkures sistēmu, tāpat investīcijas ir ievērojami mazākas kā gaiss – ūdens sistēmas siltumsūkņiem. Izmantojot šāda tipa siltumsūkņus jāatceras, ka vienkāršāku sistēmu gadījumā uz katru ārējo elementu ir viens iekšējais elements, t.i. efektīvi var kurināt vienu telpu, bet ja ir atvērtas duvis tad arī blakustepas. Šādu siltumsūkņu izmaksas parasti ir no 20 līdz 45 tūkstoši kronu un to apkures jauda no dažiem kilovatiem līdz apmēram 10 kilovatiem. Lielākā daļa no ārēja gaisa siltumu izmantojošiem siltumsūkņiem spēj strādāt, ja ārēja gaisa temperatūra nav zemāka par -15 – -18ºC, dažos gadījumos arī pie zemākām teperatūrām. Tāpēc ir vajadzīga, vai vismaz ieteicama, papildus apkure lielo ziemas sala laikā. Jāpievērš uzmanība arī tam, ka, jo zemāka ārējā gaisa tempeatūrā, jo mazāka ir sūkņa siltumjauda un zemāks siltuma faktors.

Zeme – ūdens siltumsūkņu maksimālo jaudu nosaka tas, vai ir pietiekoši zemes, kur ierakt pazemes cauruļu tīklu. Tā kā atkarībā no zemes sastāva, no viena kvadrātmetra virsmas var iegūt apmēram 10 līdz 20 W siltuma, ir vajadzīga diezgan liela teritorija, piemēram, siltumsūknim ar 10 kW izejas jaudu apmēram 300 līdz 700 m2. Parasti vienģimenes mājas vajadzībām pazemes cauruļu tīkla izvietošanai platības pietiek, bet lielākām ēkam ar lielāku siltuma vajadzību būtu iepriekš atsevišķi jāizpēta iespējas, kā izvietot pazemes tīklu.

Tipiska zeme – ūdens siltumsūkņa izmaksas kopā ar uzstādīšanu vienģimenes mājai

būtu aptuveni 150 000 kronas. Šāda tipa siltumsūkņi prasa diezgan lielas sākotnējās

36

Zīmējums 8. Gaisa-ūdens siltumsūkņa principiālā shēma investīcijas. Par siltumsūkņu darba ilgumu tiek uzskatīts apmēram 15 gadi, turklāt to darbības ilgums var būt ievērojami garāks, tajā pašā laikā varētu būt nepieciešama dažu mezglu, pirmkārt kompresoru nomaiņa.

Gaiss – ūdens tipa siltumsūknis siltuma ražošanai izmanto ārējā gaisa siltuma enerģiju, bet iekštelpās kā enerģijas nesējs tiek izmantots ūdens (2. attēls). Lielākā priekšrocība, salīdzinot ar zemes situma sūkni, ir tā, ka nav nepieciešams pazemes kolektors. Iekārta spēj reaģēt ātrāk nekā zemes siltuma sūknis un vasarā vajadzīgais sadzīvē patērejamais siltais ūdens, kā arī mitru telpu apkure, ir iegūstami ļoti ekonomiski. No investīciju viedokļa raugoties, abi apkures veidi ir līdzvērtīgi. Salīdzinājumā ar gaiss – gaiss situmsūkni, gaiss – ūdens siltumsūknis ir autonoms, kas paredzēts izmantošanai pamata apkurē, un tam nav vajadzīga iespējama alternatīvā apkures sistēma. Gaiss – gaiss sistēmas investīcijas ir vairākas reizes lētākas un tā ideāli der gandrīz katrā privātmājā, dzīvoklī, kantorī kā papildus apkures sistēma,lai ietaupītu apkures izdevumus.

Aprēķins paraugam: 120 m2 mājas siltuma patēriņš gadā ir apmēram 20 000 kW·h. Siltumsūkņa NIBE Fighter 1145-8 8 kW, ko pārdod AS „ABC Kliima” radiatoru apkures gadījumā COP ir 3,5.

Iekārtas cena ir 83 100 EEK, kopā ar uzstādīšanu šāda komplekta cena būs apmēram 130 000 EEK.

Ja šādu māju kurinātu ar elektrību (Apkures pakete: kW·h cena ir 1.32 EEK), tad gada izdevumi par apkuri būs 26 400 kronas kopā ar PVN. Ņemot vērā iekārtas COP varētu teikt, ka gadā elektrības patēriņš, ko izlieto apkurei, kritīsies līdz 5714 kWh līmenim. Izdevumi mājas apkurei samazināsies līdz 7542.48 kronām. Gadā tiks ietaupītas 18 857 kronas. Ņemot vērā iekārtas cenu, tās atmaksāšanās laiks būs 7 gadi. Ja māju kurinās ar gāzi, tad dotās iekārtas atmaksāšanās laiks būs apmēram 25 gadi.

Ņemot vērā iekārtas COP un apkures paketes kW·h cenu, dotās iekārtas 1 MW·h cena būs apmēram 377 EKK kopā ar PVN.

9.2. Biomasas izmantošana enerģijas ražošanai

Koksnes un zāles biomasas enerģijas ražošanai var izmantot vairākus tehnoloģiskos paņēmienus:

37

• cietās biomasas sadedzināšana ar mērķi iegūt siltumu vai siltumu un elektrību;• zāles biomasas, kūtsmēslu un citu organisko atkritumu anaerobā raudzēšana

biogāzes ieguvei;• biodīzeļa ražošana;• bioetanola ražošana;• pārvēršana gāzē.

9.2.1. Biomasas dedzināšana

Dažādu cietās biomasas (biokurināmā) veidu dedzināšana ir visizplatītākais veids kā biomasu izmanto enerģētikā.

Biokurināmo (koksne, salmi, enerģijas siens) kā siltumenerģijas avotu salīdzinājumā ar fosilo kurināmo raksturo:

• zemāks enerģijas saturs;• 2-3 reizes zemāka kurinamā vērtība uz vienu masas vienību;• apmēram 10 reizes zemāka kurināma vērtība uz vienu tilpuma vienību; • lielāks nedegošo vielu saturs (piemēram, smiltis, akmeņi u.t.t.).

Attelas 9. Cieto biokurināmo klasifikācija

38

Koksnes biomasas izcelsme saistīta ar kokiem vai krūmiem, turklāt biomasa var būt iegūta tieši no meža vai apstādītas platības (t.s. enerģijas meža), kokapstrādes pārpalikumiem u.t.t.

Ātraudzīgu koku ar īsu izstrādes gatavības ciklu audzēšana varētu būt alternatīva parastajai laukopībai un mežsaimniecībai. Koku audzēšāna tādiem nolūkiem speciāli apstādītās platībās (t.s. malkas laukos) ir viena no izejām no iespējamā malkas deficīta. Sādu stādījumu ierīkošanai būtu jāatbilst sekojošām prasībām:

• jāatrodas pie gala patērētāja iespējami tuvu

• jābūt iespējami produktīvam• jābūt iespējamai ātrai, mehanizētai novākšanai.

Izvēlētas ir mūsu klimatiskajos apstākļos augošas koku sugas (kārkli, alkšņi, bērzi, apses), kam raksturīga ātra stumbra un zaru augšana tieši pirmajos augšanas gados. Šādu, ar īsu izstrādes ciklu, koku audzēšana, (mazāk kā 15 gadi) Reģionā varētu būt viens no biomasas perspektīvākajiem ieguves veidiem. Šajā gadījumā svarīga ir stādāma materiāla zemā pašizmaksa. Tāda ir kārkliem, ko var pavairot veģetatīvi, ar spraudeņiem. Svarīgi arī, lai audze pati ātri atjaunotos pēc novākšanas. Kārkli, alkšņi, un jauni bērzi pēc novākšanas īsā laikā izaudzē pietiekoši daudz jaunu dzinumu, kas nodrošina augstu biomasas produktivitāti daudzos izstrādes ciklos. Problēma audzējot šāda veida kultūras, pirmkārt, varētu būt speciālās novākšanas tehnikas trūkums – kombains, kas grieztu blīvi augošu dažāda resnuma zaru masu. Tāpat, iekārtojot audzes, vajadzētu rēķināties arī ar to, ka izdevumi būs tās likvidējot – piemēram pelēkais alksnis izplatās arī ar sakņu dzinumiem. Igaunijā veikti pētījumi ir pierādījuši, ka no šīs grupas enerģijas kultūrām ar visaugstāko produktivitāti ir speciāli šim mērķim selekcionēts klūdziņu kārkls un platlapu kārkla šķirnes. Lunijā šādi izmēģinājumi ir veikti ar Zviedrijā selekcijas gaitā atlasītiem kārklu kloniem. Tājā pašā laikā kārklu augšanai nepieciešama nedaudz mitrāka augsne un tos var apdraudēt bebri, zaķi un alņi. Visu minēto grupu biomasa ir galvenokārt piemērota dedzināšanai, kaut gan iespējama ir arī bioetanola gatavošana no celulozes. Kārklu stādījumu ražība reālos ražošanas apstākļos saniedz 10-12 tonnas sausnas gadā no hektāra, kas aptuveni atbilst 25-30 ciešmetru meža koksnes pieaugumam. Kā koksnes kurināmo izmanto skaldītu malku, šķeldu, kokapstrāes pārpalikumus un koksnes kurināmo ar pievienoto vērtību (koksnes briketes, koksnes granulas).

39

No meža iegūstāmo koksnes kurināmo un piedevas nesaturošus kokapstrādes atkritumus var uzskatīt par dabai draudzīgiem kurināmajiem. To sadedzināšanu no CO2 izmešu viedokļa uzskata par videi neitrālu.

Kosnes kurināmā īpašības lielā mērā nosaka tās mitruma saturs. Augoša koka mitruma saturs parasti ir starp 40 – 60%. Ārā kaltušas skaldītas malkas mitruma saturs ir apmēram 20 – 25%. Samazinoties koksnes mitrumam, lineāri palielinās tā kurināmā vērtība. Sausas koksnes kurināmā vērtība nav pārāk atkarīga no koka sugas un parasti ir 5 - 5,3 Mwh/t.

Kurināmās vielas vērtība literatūrā parasti tiek noteikta uz masas vienību. Koksnes gadījumā aprēķins notiek galvenokārt tilpuma vienībās, malkai aprēķins tiek veikts kubikmetros vai ciešmetros (steros), šķeldai beramajos kubikmetros. Tātad ir arī praktiska vajadzība izteikt koksnes kurināmā vērtību tilpuma mērvienībās. Tabulā 9.1 kā paraugs masas un tilpuma vienībās ir sniegta sausas malkas kurināmā vērtība atkarībā no koka sugas.

Tabula 9.1. Malkas kurināmā vērtība atkarībā no koka sugas, pie mitruma satura 25%Koka suga Patēriņa vielas apakšējā kurināmā vērtība

MJ/kg kWh/kg Mwh/tm Mwh/rmBērzs 13,6 3,79 2,58 1,8Egle 13,7 3,81 1,87 1,29Priede 13,6 3,77 2,07 1,45Alksnis 13,3 3,69 2,1 1,47Apse 12,9 3,58 1,93 1,36Vidējais 13,6 3,77 2,15 1,51

No koksnes kurināmajiem ir izplatīta tā saucamā mitrās koksnes (ar mitruma saturu pāri 30%) dedzināšana. Piemēram, kokzāģetavu pārpalikumi un meža šķelda. Šķeldas raksturlielumi doti tabulā 9.2.

Tabula 9.2. Šķeldas raksturlielumiParametrs Vērtība

Vidējā apkures vērtība - MWh/m3 0,7 – 0,9 - MWh/t 2,8 – 3,2Vidējais mitruma saturs, % 40 – 50Blīvums saberot, kg/m3 250 – 300Pelnu saturs sausnā, % 0,5 – 2,0Sēra saturs sausnā, % <0,05

Praktiska pieredze ir pierādījusi, ka pie 40 - 50% mitruma satura par šķeldas patieso kurināmā vērtību varētu uzskatīt 0,69 - 0,7 MWh/m3.

40

9.2.2. Zālāju biomasa

Bez koksnes kurināmā apkures katlos var izmantot arī labības salmus un enerģijas sienu. Par kurināmo var izmantot visu Igaunijā augošo labību salmus. Salmu īpašības lielā mērā ir atkarīgas no augšanas vietas, laika apstākļiem, augsnes un mēslošanas. Piemēram, hlora saturs agrīni nopļautas labības salmos ir līdz četras reizes augstāks kā vēlu pļautai labībai. Salmu kurināmā vērtība un citas īpašības uzglabājot ar laiku uzlabojas (samazinās hlora saturs).

Enerģijas sienām fizikālās un ķīmiskās īpašības mainās atkarībā no šķirnes, vākšanas laika un augšanas apstākļiem. Enerģijas ieguvei tiek audzētas arī speciālas ātraudzīgas šķirnes ar labām enerģetiskājām īpašībām.

Tabula 9.3. Labības salmu un enerģijas siena degšanas īpašības Labības salmi Enerģijas siensSausnas kurināmā vērtība, MJ/kg/kWh/kg 17,4 / 4,8 15 / 4,2Mitrums, % Novācot 30 – 60 Atkarībā no novācējaPelni, % 5,0 – 6,5 5,0 – 7,0Slāpekļa saturs 0,5 – 0,8 0,8 – 1,4Kālija saturs, % 0,9 – 1,4 1,0 – 2,0Hlora saturs, % 0,1 – 0,4 0,3 – 0,7Sēra saturs, % <0,1 >0,1

Zāles biomasas kurināmā vērtība ir 4,8-4,2 kWh/kg un tā ir atkarīga no mitruma (jo lielāks mitruma saturs, jo zemāka kurināmā vērtība).

Zāles biomasas dedzināšana tās specifiskā sastāva dēļ ir grūtāk sadedzināmā nekā koksnes biomasa. Nevēlamu vielu (slāpeklis, kālijs, hlors) augstais saturs negatīvi ietekmē dedzināšanu. Tāpat salīdzinājumā ar koksni zāles biomasas dezināšanas negatīvais faktors ir lielais radušos pelnu daudzums (tas prasa papildus investīcijas). Zāles biomasai pelnu pārpalikums var sasniegt līdz 7% (koka stumbra daļai 10 reizes mazāks).

Sabērtā veidā salmu vai siena īpatsvars ir diezgan mazs – 20 - 50 kg/m3, tādēļ parasti sienu un salmus parasti transportē un izmanto sapresētā veidā. Presētu salmu tilpumsvars ir 110 – 165 kg/m3, tātad 1 m3 ķīpu salmu ir enerģētiski līzdvērtīgs 8 m3 sabērtu salmu.

Salmu sadezināšanai ir vajadzīgas speciālas dedzināšanas iekārtas, kuru konstrukcijā ņemtas vērā salmu īpatnības. Viens no vienkāršākajem veidiem ir veselu salmu ķīpu dedzināšana piemērotās iekārtās. Šāda iekārta strādā cikliski, tāpēc ir mazefektīva.

41

Salmu sasmalcināšana dod iespēju tos automātiski pievadīt kurtuvei, paaugstinot kurināšanas režīma efektivtāti un radod iespēju izmantot koksnes šķeldas katlus.

Salmu ķīpas kurtuvē var piegādāt arī vienu aiz otras, bez smalcināšanas (t.s. „cigāra” tipa dedzināšana).

Izmantojot iepriekšminēto salmu dezināšanas tehnoloģiju, iekārtu jauda parasti pārsniedz 200 – 300 kW.

Viens no veidiem kā dažādot salmu un enerģijas siena izmantošanu ir gatavot no tiem bioloģisko kurināmo ar pievienoto vērtību, t.i. brikešu un granulu ražošana. Atšķirībā no citām biomasas kurināšanas iespējām brikešu un granlu izmantošanai vajadzīgas parastās standarta kurināšanas iekārtas, piemēram, kamīni krāsnis, mazajos katlos u.t.t. Šādi sagatavotu kurināmo ir viegli trasnsportēt un uzglabāt.

Tabula 9.4. No dažādiem materiāliem gatavotu granulu īpašības

Parametri Siena granulas

Koksnes granulas

Salmu granulas

Diametrs, mm 8 6 ~8Izejvielas blīvums, kg/dm3 1,16 ~1,20 1Ūdens saturs, % 11,8 ~7,0 – 8,5 8 – 9Pelnu saturs, % 5 – 8,3 ~0,3 6 – 7Kurimā vērtība, MJ/kg 15 – 17,2 ~18,5 16 – 18Gaistošie savienojumi % 72 ~83 68 – 70Blīvums, kg/m3 532 ~650

Granulu izmantošanas priekšročība ir tā, ka iespējams automatizēt padevi un dezināšanas procesu, kas izmantotajam dod ērtības un iespēju vienkārši pāriet no, piemēram, šķidrā kurināmā uz granulu dezināšanu.

Granulu ražošanas visizplatītākā izejviela no zāles biomasām ir labības salmi. Tehnoloģija granulu ražošanai no salmu ķīpām lielā mērā ir analoga granulu ražošanai no koksnes.

9.3. Biogāzes ražošana

Biogāzes ražošanas process jeb anaerobā raudzēšana ir bioloģisks process, kura gaitā no organiskajām vielām bezskābekļa vidē iegūst biogāzi, kas sastāv galvenokārt no metāna (50-60%) un ogļskābās gāzes (50-40%).

Process var notikt gan dabīgā ceļā (purvi, ezeri, atkritumu izgāztuves), kā arī

42

kontrolēti (biogāzes stacijās).

Anaerobās sairšanas process sadalās četros etapos: hidrolīze (makromolekulāro polimēru (celuloze, hemiceluloze, lignīns u.c.) hidrolīze); fermentācija (šķīstošo organisko vielu pārvēršanās acitogēno baktēriju ietekmē par metabolajiem savienojumiem, kā formāts, H2, CO2, metanols un ne-metabolajiem savienojumiem kā propionskābe, sviestskābe, alkoholi, aldehīdi); acetoģenēze (fermentācijas gala produkti, gaistošas organiskās skābes, metanogēnu ietekmē tiek sadalītas viegli pieejamos acetātos, H2 un CO2) un metanoģenēze (metabolo savienojumu konversija metāna baktēriju ietekmē par metānu).

Organisko savienojumu anaerobās sairšanas svarīgākie faktori:

• Organisko atkritumu sastāvs – jo lielāks organisko vielu saturs substrātā, jo vairāk rodas biogāzes. Lai metāna rūgšana notiktu iespējami optimāli, organiskajai vielai ir jāsatur pietiekoši daudz oglekļa, slāpekļa un fosfora. Arī mikroelementi, kā piemēram, dzelzs, niķelis, kobalts, molibdēns un selēns ir vajadzīgi nelielos dauzumos.

• Raudzēšanas temperatūra – siltums veicina baktēriju darbību, kas savukārt palielina biogāzes daudzumu. Zemas temperatūras (0 – 20 °C) aizkavē baktēriju darbību, bet metāna rūgšana turpinās, šīs baktērijas ir psihrofilas. Pie temperatūras starp 35 – 40 °C darbojas mezofilās baktērijas un pie 50 – 65 °C termofilās.

• Substrāta PH- optimālais pH līmenis metāna rūgšanai ir 6,5 – 8,5.

• Inhibitoru klātbūtne – daudzi smagie metāli un sulfīdi bremzē metāna rūgšanas procesus. Ja pēdējie ir nešķīstošajos savienojumos, tie procesu netraucē. Arī amonjaks var pārvērsties par inhibitoru.

Anaerobajai raudzēšanai (biogāzes ražošanai) piemērotās biomasas var iedalīt trijās grupās:

• lauka biomasa (zālaugi, labība, eļļas kultūras u.t.t.);• lopkopībā radusies biomasa (lopu mēsli, organiskie pārpalikumi);• pārstrādēs rūpniecības pārpalikumi (alus, alkohola un cietes ražošanas

pārpalikumi u.t.t.).

Dati par dažādu lauksaimniecības produktu un pārpalikumu enerģetisko ražību doti tabulā 9.5.

43

Tabula 9.5. No dažādām izejvielām iegūstāmās biogāzes aptuvenais daudzums

Izejviela Sausnas saturs SS, %

Organiskās vielas sausnā, oSS %

Biogāzes ieguve, m³/t oSS

Šķidri liellopu mēsli 6...11 68...85 200...260Biezi liellopu mēsli 11...25 65...85 200...300Šķidrie cūku mēsli 2,5...9,7 60...85 260...450Biezie cūku mēsli 20...25 75...90 450Putnu mēsli 10...29 75...77 200...400Sausie putnu mēsli 332...32,5 70...80 400Lopbarības salmi 34 86 350...390Zāles skabbarība 26...82 67...98 300...500Siens 86...93 83...93 500Āboliņš 20 80 300...500Salmi 85...90 85...89 180...600Kukurūzas kāti 86 72 300...700Piena sūkalas 5,3...6,5 80...92 800Dārzeņu pārpalikumi 5...20 76...90 350

Biogāzes pamatkomponentes ir metāns (CH4) un oglekļa dioksīds (CO2), kuru proporcija ir atkarīga no raudzējamā substrāta īpašībām (barības vielu daudzuma izejvielās, mitruma un pārpalikumu veida) un rūgšanas procesa īpatnībām (procesa temperatūra, rūgšnas ilgums u.t.t.). Biogāzes kurināmā vērtība ir atkarīga no metāna daudzuma biogāzē un tā ir starp 6 – 7 kWh/m3.

Tabula 9.6. Biogāzes sastāvs un īpašības.

NosaukumsBiogāzes sastāvdaļas Biogāzes

maisījumsN2 CH4 CO2 O2 H2

Tilpuma daļa, % Kuni 3 55-70 26-44 1 1 100

Tilpuma vienības sadegšnas siltums, MJ/m3

35,8 10,8 22,8 21,5

Aizdegšanās koncentrācija (saturs gaisā), % 5-15 4,3 4-55 21,5

Aizdegšanās temperatūra, 0C 650…750 585 650...750Kritiskais spiediens M Pa 4,7 7,6 1,3 3,9 7,5-8,9Normālais blīvums, g/l 0,72 1,98 0,09 1,54 1,2Kritiskais blīvums, g/l 102 468 31 349 320Blīvums attiecībā pret gaisa blīvumu 0,55 2,5 0,07 1,2 0,83

44

Lauksaimniecības izcelsmes substrātu anaerobās apstrādes tehnoloģijas izvēle atkarīga no substrāta fizikālajām īpašībām (sausnas satura).

Pēc sausnas satura izšķir:• anaerobā raudzēšana ar zemu sausnas saturu (mitrā metode, sausnas saturs

raudzējamajā maisījumā 4 – 10%);• anaerobā raudzēšana ar augstu sausnas saturu (sausā metode, sausnas saturs 25

– 35%. Biogāze no 1 m3 maisījuma rodas 3 – 4 reizes vairāk kā raudzējot ar mitro metodi).

Anaerobā rūgšana notiek slēgtā reaktorā, t.s. metāna tankā.

Ir dažādos režīmos strādājoši reaktori:• periodiski – izejvielas tiek ievietotas pēc rūgšanas procesa pārpalieku pilnīgas

izņemšanas;• pusperiodiskie – izejvielas tiek pievienotas pēc zināma laika;• pastāvīgie – izejvielas tiek pievienotas nepārtraukti un arī pārpalikumi tiek

izņemti pastāvīgi.

Vislietderīgāk būtu izmantot pusperiodiskos vai pastāvīgos raudzēšanas reaktorus, jo tādā gadījumā raudzējamais materiāls nav speciāli jāuzglabā un tas vienmēr ir svaigs pirms ievietošanas raudzētājā.

Piemērs.

Biogāzes stacija „Strem” Austrijā, kas darbojas tikai ar biezajiem enerģetisko lauksaimniecības kultūru substrātiem. No iegūtās biogāzes tiek ražota elektrība un siltumenerģija, ko pārod elektro un centrālapkures tīklā.

Visu ražošanai nepieciešamo izejvielu biogāzes stacija saņem no tuvākās apkārtnes ar minimāliem transportu izdevumiem. Sakarā ar Austrijas Atjaunojamās enerģijas likumu biogāzes stacijas elektrības kopējā pirkuma cena 0,145 EUR/ kWh ir garantēta vēl turpmāko 13 gadu laikā. Visa projekta visgrūtākais uzdevums bija izveidot jaunas paaudzes biogāzes staciju, kas spētu nepārtraukti strādāt ar cietiem bioenerģijas avotiem, nepievienojot dubļus, mēslus vai ūdeni. Zāles un kukurūzas substrātus audzē apmēram 300 hektāros un pēc tam tos savieto skābbarības tvertnēs. Skābbarības sula tiek savākta ar drenāžu un tiek virzīta uz fermentāciju. Četru skābbarības tranšeju tilpums ir 15 000 m3 un to platība 4 300 m2.

45

Enerģijas kultūras transportē tālāk uz galveno reaktoru, izmantojot speciāli izstrādātus barošanas mezglus, ko var izmantot arī kā substrāta 2 dienu starpglabātavu.Izejvielu pievieno fermentam ik pēc 30 minūtēm.

Zīmējums 10. Biogāzes stacijas „Strem” principālā shēma.

utomātiskā priekšā došanas sistēma pievieno izejvielu zemāk par šķidruma virsmu. Tādā veidā katru dienu pievieno apmēram 25 tonnas substrāta.Fermentācija notiek cilindra betona tilpnēs. Katra reaktora tilpums ir 1 500 m3. pietiekama siltuma izolācija un apkure nodrošina stabilu termofīlu vidi (49.5 C). Vislabākās substrāta un mikroorganismu koncentrācijas nodrošināšanai tiek ievērota precīza substrāta un šķidruma pievienošana. Reaktora sastāvs tiek sajaukts, izmantojot divas horizontāli esošas plakanas virsmas. Šo virsmu konstrukcija nodrošina labu sajaukšanu, izvairās no substrāta noslāņošanās un palīdz biogāzes burbuļiem labāk atdalīties no šķidruma. Virsmu piedziņa ir 5.5 kW elektriskā motora, ko vada biežuma (frekvenču) transformētājs. Sarūgušo biomasu atdala, cietā frakcija tiek izmantota kā lauku mēslojums, daļa no šķidrās frakcijas (30%) tiek virzīta uz pirmo reaktoru un pārējā daļa virzīta uz saglabāšanas lagūnu un no turienes tālāk uz lauku apmēslošanai.

Biogāzes stacijas darbu raksturo strāvas diagramma zīmējumā.Iegūto biogāzi virza uz kombinēto staciju (CHP), kuras elektriskais spēks ir 500 kW

46

un siltuma spēks 535 kW. Elektrība un siltuma enerģija tiek virzītas uz „Strem” elektriskajiem un siltuma tīkliem.

CHP ierīces peļņas faktors ir 96%. Siltuma enerģiju izmanto vietējā kokzāģētavā. Biogāzes stacijas darba rezultāti ir uzrādīti 9.7 tabulā.

Tabel 9.7. Biogaasijaama Strem, Austria põhinäitajadNosaukums Apmērs (daudzums)

Kukurūzas gada ražojums (ievade)

5 940 t/gadā

Zālāja gada ražojums (ievade) 2 181 t/gadāĀboliņa gada ražojums (ievade) 1 374 t/gadāBiogāzes ražojums 1 88 Mln m3/gadāElektrības ražojums 4 153 MWh/gadāSiltuma enerģijas ražojums 4 220 MWh/gadāElektrība vietējam patēriņam 61 MWh/gadāSiltuma enerģija vietējam patēriņam

701 MWh/gadā

Elektrības pārdošanas apjoms 4 153 MWh/gadāSiltuma enerģijas pārdošanas apjoms

1 697 MWh/gadā

Zīmējums 11. Strāvas diagramma. Kukurūzas substrāta lietošanā, t/dienā.

47

KOPSAVILKUMSBiogāzes stacija „Strem” ir īsts piemērs tam, kā ir iespējams integrēt bioenerģijas ražošanu laukos. Enerģijas kultūru audzēšana atdzīvina lauksaimniecību teritorijā un ir svarīgs ieguldījums bioenerģijas ražošanas efektivitātes uzlabošanā.

9.4. Vēja enerģijas izmantošana.

Vēja ģeneratoru būvēšanā ir ieteicams sekot nākamajiem noteikumiem:

1. Pirmais solis ir vēja ģeneratoru uzstādīšanai izvēlētās vietas izvērtēšana vēja iegūšanas iespējām. Tā kā vairākums ģeneratoru sāk darboties ar ātrumu 3-4 m/s, izvēlētās vietas vidējam vēja ātrumam ir jābūt vismaz 5-7 m/s. No vietējām meteoroloģijas stacijām iespējams uzzināt mērīšanas rezultātus 10-15 metru augstumā, taču nosauktie dati nav pietiekami, lai sastādītu biznesa plānu. Vajadzētu ievērot, ka ģeneratora patiesais augstums virs zemes virsmas ir 60 metri un šajā līmenī vēja nosacījumi ir dažādi. Precīzi vēja dati ir vajadzīgi ar maksimālu precizitāti, lai izrēķinātu enerģijas ražošanu un izvēlētos ģeneratoru ar pareizo jaudu. Neprecīzi dati var radīt situāciju, kur izvēlas, ņemot vērā patieso vēja potenciālu, pārāk spēcīgu turbīnu, kas tikai dažos gadījumos sasniedz savu jaudu, vai arī tiek saskaitīta pārāk optimistiska ekonomiskā situācija un vēlāk nespēj atmaksāt aizņēmumus.

2. Vajadzētu noskaidrot elektriskā tīkla caurlaišanas spējas, lai uzstādītu ģeneratoru izvēlētajā vietā. Attiecīgi tīklam var sākt plānot ģeneratora jaudu vai vēja parka lielumu. 35 kV un zemākas strāvas tīkli neder lielu vēja parku ražošanas pārcelšanai. Tāpēc parkam būtu jābūt pieslēgtam pie 110 kV tīkla. Praksē tīkla savienojuma punkts un tā strāva ir atkarīgi no vietējās līnijas situācijas un, lai iegūtu atbildi uz šo jautājumu, ir jākonsultējas ar vietējo elektrības tīkla operatoru. Tāpēc, izvēloties vietu, vajag ņemt vērā papildus investēšanas lielumu, kas nāk līdzi tīkla ieslēgšanai. Pirms vēja parka vai ģeneratora būvēšanas, vajadzētu saņemt atļauju no elektrības tīkliem par ģeneratora tīkla pieslēgšanu jeb pievienošanās līgumu, kur ir uzrādīti visi elektrotehniskie nosacījumi.

3. Vajadzētu uzzināt un ņemt vērā spēkā esošos vides ierobežojumus izvēlētajā vietā. Vajadzētu izvairīties no ģeneratoru plānošanas dabas aizsardzības teritorijās, apdzīvotajās vietās, augstas spriedzes līniju tuvumā, pie telefona stabiem, radaru stacijām un lidostu tuvumā.

4. Pēc vēja nosacījumu, tīklu tehnisko situāciju un kapitāla saņemšanas jautājumu

48

atrisināšanas, vajadzētu uzsākt attiecīgā ģeneratora izvēlēšanos. Ģeneratora modeli un ražošanas rūpnīcu varat izvēlēties, konsultējoties ar Igaunijas un Latvijas Vēja Enerģijas Asociācijām, kas palīdzēs, veicot pārrunas ar izvēlētajām firmām, iegūt adekvātu informāciju par piegādes termiņu, cenām, līzinga nosacījumiem, aprūpes līgumiem un garantijām, kā arī uzstādīšanu.

5. Bez juridiskajām tiesībām izmantot ģeneratora uzstādīšanai izvēlēto zemi, būtu tas nomas līgums vai neierobežotas īpašumtiesības, riskanti ir uzsākt ilgtermiņa plānošanas darbus un biznesa plāna sastādīšanu. Vajadzētu uzsākt pārrunas ar zemes īpašniekiem, lai iegūtu pārskatu par viņu vēlmēm un noskaņojumu. Lai izvairītos no turpmākā stresa, vajadzētu arī konsultēties ar kaimiņos esošajiem zemes īpašniekiem, jo gan vizuālais piesārņojums, gan smagās tehnikas izmantošana turbīnas uzcelšanai var laika gaitā radīt kaimiņu zemēm zaudējumus, kas jau iepriekš ir laicīgi jāpamana. Svarīgi ir arī konsultēties ar vietējo pašvaldību un informēt viņus par saviem plāniem.

6. Svarīgi ir atrisināt projekta finansēšanu, jo pat atsevišķu ģeneratoru uzstādīšana ir diezgan dārgs pasākums. Ģeneratora pašizmaksa rūpnīcā ir 500 – 750 tūkst. EUR, kam tiek pievienots arī transports un uzstādīšana. 1 MW jaunas turbīnas galējā cena var izvērsties apmēram līdz miljonam EUR. Vēja parka uzstādīšanas aizdevumiem pēc noteikumiem jābūt „soft credit lines” orientējoši ar 4-6% intresa normu, savs kapitāls 20-30% apjomā no projekta izmaksām un ar atmaksas periodu ne mazāku kā 10 gadi. Papildus savam kapitālam aizdevuma summas pārsegam ir jābūt galvojuma jeb riska kapitālam. Tā kā aizdevuma summu kā likums ir tikai 70% no galvojuma, papildus savam kapitālam ir jābūt vēl riska kapitāla un aizdevuma summas 30% starpībai. Vajadzētu dažādās līzingu firmās painteresēties arī par līzinga iespējām. Tajā pašā laikā jāievēro, ka tehnikas iegādāšanās ir tikai viena daļa no izdevumiem. Ģeneratora uzstādīšana aizņem laiku no 1,5 līdz 2 gadiem. Šajā laikā vajadzētu finansēt darbinieku algas, ar zemi saistītos izdevumus, biznesa plāna sastādīšanu, plānu un pievienošanos tīklam utt. Aprēķinot, izveidojas papildus izdevumu daļa līdz 35% no projekta kopējās samaksas.

7. Pēc elektrības uzstādīšanai nepieciešamo tehnisko nosacījumu reflektēšanas un pievienošanās līguma noslēgšanas, vajadzētu uzsākt elektrības pirkšanas pārdošanas līguma noslēgšanu ar tirgū vadošo enerģijas uzņēmumu. Bet pirms tam vajadzētu pieteikties tirgus atļaujas saņemšanai, kas sniedz tiesības pārdot elektrību. Tirgus atļauja sniedz uzņēmumam tiesības darboties ar noteiktu preci (elektrību) vai pakalpojuma pārdošanu, eksporta vai importa nozarē, nozīmējot pie reizes arī uzņēmumu, caur kuru uzņēmums darbojas.

8. Celtniecības darbu veikšanai vienmēr ir lietderīgi izmantot vietējos darba

49

uzņēmējus. Ar fundamenta liešanu labi tiktu galā arī vietējās celtniecības firmas, attiecīgu tehnisko zīmējumu un celtniecības procesa apraksta pamatā. Ceļu būve un komunikāciju vešana, kabeļi un ceļamkrānu noma, kā arī tīklam pieslēgšanās ir darbības, ko ieteicams darīt zem pieredzējušas starptautiskas firmas kontroles. Vietējo darba uzņēmēju izmantošana samazina projekta cenu un nodrošina projekta ātrāku pabeigšanu.

9. Ģeneratora darba novērošanu vajadzētu īstenot operatoram, kas ir izgājis ražošanas-rūpnīcas apmācību kursus un, kas ir spējīgs pats likvidēt vienkāršākos traucējumus un tādejādi nevajag izsaukt ražotājfirmas garantētā remonta cilvēku. Citādi tas aizņemtu atkal daudz laika.

10. Visus ģeneratorus vajag apdrošināt, jo garantijas periodā ražotājfirma apmaksā rūpnīcas vainas dēļ radušos tehnisko traucējumu dīkstāvi. Pēc garantijas termiņa beigām apdrošināšanas firma maksā tehnisko traucējumu izraisīto naudas iztrūkumu.

Jauns 1 MW ģenerators varētu ražot šajā teritorijā apmēram 1 500 000 kWh elektrību, ģeneratora izmaksas būtu orientējoši 12 mlj. Igaunijas kronu, ienesīgums 7.5 gadi.

9.5. Hidroenerģijas izmantošana

Hidroelektrostacijas izveidošanai nepieciešamie ieguldījumi ir atkarīgi ļoti lielā mērā no konkrētajiem dabiskajiem nosacījumiem un, reproduktīvo elektrības staciju vai ģeneratoru gadījumā, arī no saglabājušos hidro-iekārtu tilpuma un stāvokļa (hidro-iekārtu izmaksas veido 40...60% no hidroelektrostacijas kopējās izmaksas). Tātad kapitāla izdevumu novērtēšana pieprasa katrā konkrētajā gadījumā plašu analīzi. Tajā pašā laikā šo analīžu rezultāti izveido biznesa noslēpumu, ir lielākoties konfidenciāli un atklāti nepieejami.

Iespējamo hidroelektrostaciju īpašās kapitāla izmaksas izveido saskaņā ar konfidenciālo ekspertu vērtējumiem parasti 15 000... 35 000 EEK/kW, kas nodrošina staciju atmaksāšanas periodu 6...10 gadu robežās, kas ņemot vērā hidroelektrostacijas darba mūžu – 50...60 gadi – ir visnotaļ pieņemami. Kapitāla izmaksas ir iespējams samazināt līdz 20% apmērā automātikas vienkāršošanas ceļā, taču tas palielina savukārt gada darbības izmaksas.

Būtiski samazināt kapitāla izmaksas ļauj hidro turbīnu izgatavošana uz vietas. Līdzšinējā prakse rāda, ka tas būtu iespējams mazu turbīnu gadījumā ar jaudu līdz 20 kW. Kapitāla izmaksas samazina arī veco turbīnu renovēšana, ja tās ir saglabājušās.

50

turbiinide renoveerimine, kui viimased on säilinud.

Īsi par tehnoloģiju. Izrietot no reģiona lēzenās virsmas, runa iet par zema spiediena stacijām. Tajās lietošanai ir vienkāršākās un lētākās propellera turbīnas, efektīvākās – Kaplana turbīnas. Jaudai augstākai par 50-100 kW un spiedienam augstākam par 5-10 m ir izmantojamas arī sarežģītākas Francise turbīnas. Ar relatīvi zemāku efektivitāti, taču ar ļoti vieglu konstrukciju ir šķērsplūsmas turbīnas. Mūsdienu modernajās stacijās ir plašā lietošanā Kaplana tipa cauruļu turbīnas. Ar jaudu (līdz 10 kW) mikrostacijās viens no lētākajiem risinājumiem ir reversu sūkņturbīnu lietošana.

Visderīgākie ģeneratori ir asinhroni ģeneratori, kas ir viegli, uzticami un lēti; nav vajadzīgas strāvas un frekvences regulējamās ierīces. Jaudai zem 50 kW visvienkāršākais un lētākais risinājums ir indukcijas motora kā ģeneratora motora lietošana. Ūdenskrātuvju trūkuma dēļ Setumaa (Setu rajona) bez regulēšanas iespējām esošās līdzstrāvas stacijas būtu minihidroelektrostacijas, izņemot Obinitsas ciema rezervuāra aizplūdei (Tuhkvitsa strautam) potenciāli uzstādāmā turbīna.

Hidroturbīna Meremäe pagasta Tuhkvitsa strauta rezervuāra aizplūdei. Padomju laikos Tuhkvitsa strautam tika izveidots aizsprosts un izveidojās apkārtesošo lauku aplaistīšanai projektēts rezervuārs ar platību ~20 ha (ar tilpumu ~850 tūkst m3) normāla ūdens līmeņa laikā. No projekta datiem noskaidrojās, ka maksimālais plūsmas daudzums var būt līdz pat 20 m3/s un minimālais 0.069 m3/s. Maksimālā augstumu starpība ir 11,6m. Tātad Obinitsas ciema rezervuāra aizplūdes caurulei uzstādāmās mikro-hidroturbīnas uzstādīšana ir vienkāršota, jo nevajag celt aizsprostu. Vajag kandidēt uz ūdens īpašās izmantošanas atļauju un varbūt pasūtīt arī vides ietekmes novērtējumu. Galvenā problēma pastāv atbilstošas turbīnas un tai atbilstošas vietas izvēlē. Projekta izmaksām vajadzētu iznākt mazākām nekā salīdzinājumā ar gadījumu, kur vajadzētu izveidot vai atjaunot aizsprostu.

Visu gadu reāli pieejamais plūsmas daudzums pēc vietējo lietpratēju domām būtu 25 - 30 l/s, kas pēc 4.15 tabulas datiem atbilst hidro turbīnai ar jaudu 5 kW. Tabulās 4.16 un 4.17 ir iesniegtas ziņas par mazo mikro turbīnu izmaksām.

Izrādās, ka 5 kW turbīnas iegādāšanās un uzstādīšana var maksāt līdz 0,3 milj. Igaunijas kronu. Celtniecības izmaksas ir grūti novērtēt pirms projekta pabeigšanas. Pārdodot elektrību ar turbīnas gada darba laiku (8 000 darba stundas) pēc pašreizējā izdevīguma tarifa, šāda projekta ienesīguma laiks būtu 6-7 gadi.

51

9.6 Degvielas ražošana

Enerģijas kultūru produktivitāte ir viena no svarīgākajiem rādītājiem, kas raksturo enerģijas kultūru enerģētisko potenciālu, atkarībā no degvielas vai tās izejvielas ražošanas tehnoloģiskās specifikas. Par enerģijas kultūru produktivitātes rādītājiem tiek bieži izvēlētas biomasas, eļļas, metanols vai biogāzes raža pēc attiecīgas degvielas vai tās izejvielas ražošanai nepieciešamās zemes virsmas vienības (t/ha, l/ha). Dažādu enerģijas nesēju enerģijas satura (MJ/kg) pamatā ir iespējams atrast aplūkojošās enerģijas kultūras enerģētisko potenciālu (GJ/ha).

Biomasas gadījumā noteicošais ir tās augšanas ātrums un augšanas cikla garums. Augu gadījumā augšanas cikls ir parasti 1 gads, ātri augošo koku sugu gadījumā līdz 25 gadiem. Zemāk ir aprakstīts dažādu enerģijas kultūru teorētiskais enerģētiskais potenciāls atkarībā no ražojošā enerģijas nesēja.

9.8. tabula. Enerģijas kultūru minimālā raža atbalsta saņemšanai

Kultūra Daudzums, kg/haRapsis 1200Rācenis 1200Mieži 2000Kvieši 2000Auzas 1700Rudzi 1700Tritikale 2000Miežubrālis 3000Ida-kitsehernes (lopbarības augs)

3500

Kaņepes (kāti) 5000Vītols 6000

9.6.1. Izejviela biodīzeļa ražošanai

Biodīzeli ražo no eļļas kultūraugiem, kuru eļļas bagātajām sēklām izspiestā eļļa tiek izmantota kā izejviela biodīzeļa degvielas ražošanā. Mūsu klimatā audzē galvenokārt vasaras rapsi, mazāk vasaras rāceni un ziemas rapsi/rāceni.

Kā alternatīvus eļļas kultūraugus varētu Igaunijā audzēt vēl eļļas linus un kaņepes. Līdz šim šie kultūraugi reģionā kā enerģijas kultūraugi nav audzēti.

52

Eļļas kultūraugu enerģētiskā potenciāla dati ir uzrādīti 9.9. tabulā.

9.9. tabula. Eļļas ražošanai derīgās kultūras un no tām iegūstamā enerģija.

Enerģētiskais potenciāls*Kultūraugs Sēklas raža,

t/haEļļas sastāvs, %

GJ/ha MWh/ha

Vasaras rapsis

1,8-4,5 44-52 30,2-74,9 8,4-20,8

Ziemas rapsis

1,5-5,4 47-54 26,6-95,8 7,4-26,6

Vasaras rācenis

1,4-2,5 44-50 23,0-41,0 6,4-11,4

Ziemas rācenis

1,6-3,3 41-50 26,6-54,7 7,4-15,2

Eļļas augs 1,5-2,6 37-43 20,9-36,4 5,8-10,1Eļļas lins 1,0-2,8 44-46 16,2-45,0 4,5-12,5 *eļļas kurināmā vērtība 9,7 MWh/t

Eļļas kultūraugu tīrīšanas blakus raža ir salmi, ko var izmantot dedzināšanā vai biogāzes ražošanā. Rapšu un rāceņu sēklu eļļas izspiešanas rezultātā izveidojas eļļas kūka, ko izmanto kā dzīvnieku barību, iespējams arī sadedzināt. Pēc 9.9. tabulas datiem salmi un eļļas kūka nesatur enerģētisko potenciālu.

9.6.2. Izejviela bioetanola ražošanai

Bioetanola ražošanai derīgie metanola kultūraugi ir cukura un cietes bagātie lauku kultūraugi (piem., cukurbiete, kartupeļi, kukurūza, graudaugi).

No graudaugiem bioetanola ražošanā izmanto galvenokārt kviešus, rudzus, miežus, tritik (rudzu un kviešu hibrīds). Reģionā nav līdz šim audzēti etanola kultūraugi kā enerģijas kultūras. Graudaugus izmanto kā lopbarību un ēdienā, tāpēc graudaugus nevar šajā gadījumā saukt par enerģētisko resursu.

Dati par dažādajiem etanola kultūraugu enerģētiskajiem potenciāliem ir uzrādīti 9.9. tabulā, ņemot pamatā Reģiona vidējo ražu. Intensīvas laukkopības gadījumā raža var būt 3-5 reizes augstāka. Graudaugu tīrīšanas blakus raža ir salmi, ko var izmantot dedzināšanai vai arī biogāzes ražošanai. Graudaugu spirta ražošanas atlikumus var izmantot arī biogāzes ražošanā. 9.10 tabulas dati nesatur salmu un graudaugu spirta ražošanas atlikumu enerģētisko potenciālu.

53

9.10. tabula. Etanola ražošanai derīgo kultūraugu etanola ražošanā iegūstamā enerģija. Kultūraugs Raža,

t/haEtanola raža, t/ha

Etanola raža, l/ha

Enerģētiskais potenciāls * GJ/ha MWh/ha

Rudzi 2,2 370 814 17,3 4,8Kvieši 2,6 400 1036 22,1 6,1Mieži 2,5 380 961 20,5 5,7Tritik (Rudzu un kviešu hibrīds)

2,5 400 1000 21,3 5,9

Cukurbiete 30 93 2790 59,4 16,5Kartupeļi 15,7 168 2634 56,1 15,6* -metanola kurināmā vērtība 21,3 MJ/l

54

Biomasa

Tips:Daudsums t/gada:Atrašanas vieta:Izmaksas:

Biomasas transports

Transporta lidzeklis:Attālums:Izmaksas:Darbinieku skaits:

Biomasas izturēšana

Tehnoloogiskās ierices:Atrašanas vieta:Darbnieku skaits:

Biomasas transports

Transporta lidzeklis:Attālums:Izmaksas:Darbinieku skaits:

Biomasas apstrādāšana

Tehnoloogija:Atrašanas vieta:Investējums:Darbnieku skaits:

Biogāze

Daudzums:

Rugšanas atlikumsTips:Daudzums:

Energijas ražojums

Tips:Daudzums:Izmaksas:Cietuma frakcija

Tips:Daudzums:Atrašanas vieta

Škidrās frakcija

Tips:Daudzums:Atrašanas vieta

Elektriba

Lietošana:Daudzums:Izmaksas:

Siltums

Lietošana:Daudzums:Izmaksas:

Biogāzes ražošanas agro-tehnoloģiskā ķēde

Biomasas ražokšana/savakšana

Biomasas tips:

55

Tulkojums zīmējums 12.

Lehmalaut KūtsEelmahuti PriekškonteinersMaisisilo Kukurūzas skābbarības tvertneHeinasilo Siena skābbarības tvertneAedviljade jäägid Dārzeņu atlikumiPlastikkate Plastmasas pārvalksKääriti Rūgšanas tilpneHapnik SkābeklisJärelkääriti Pēc rugšanas tilpneKääritusjäägi mahuti Rūgšanas atlikumu tilpneKääritusjäägid väetamiseks Rūgšanas atlikumi Söödajääkide ettevalmistus Lopbarības atlikumu sagatavošanaPaströriseerimine PastorizēšanaRasvamahuti Tauku tilpneElumaja Dzīvojamā mājaHeinakuiviti Siena kalteKüttevee kollektor Ūdens sildīšanas kolektorsLülituskilp Ieslēgšanas plāksneKondensaadieraldi Kondensāta nodalīšanaGaasimahuti Gāzes tilpneGaasimootor Gāzes motorsSoojusvahetid Siltuma mainītājiElektrivõrk Elektrības tīklsElektriarvesti Elektrības skaitļotājsKütteõli mahutid Šķidrās degvielas tilpnesAvariijahutus Avārijas dzesētājs Gaasiproov Gāzes proveKulumõõtja Pateriņa mērītājsSukelmootorsegaja Nirstošs motorsajaucējsTemperatuur TemperatūraMassi sisseanne Masas ievietošanaGaasitoru Gāzes cauruleKüttetorusik Apkures cauruļvadu sistēmaGaasianalüüs Gāzes analīze

Zīmējums 12.