Актуелна енергетска криза потврдила је ставове стручне јавности да се свет не може ослањати само на фосилна горива и подстакла водеће индустријске земље да убрзају процес енергетске транзиције ка “одрживим изворима енергије”. Реч је о еколошки чистој енергији, чија производња најмање загађује животну средину и чије залихе нису ограничене, што државама обезбеђује енергетску независност.
Поред енергије сунца, ветро енергије, геотермалне енергије и енергије биомасе, најзаступљенији обновљиви извор у свету је свакако хидроенергија, односно, енергија воде. Последњих година је актуелизовано питање изградње малих хидроелектрана (МХЕ). Међутим, ово питање је поделило стручну и ширу јавност, не само око њиховог утицаја на животну средину, него и око тога колико електричне енергије је могуће добити из њих.
Чини се да бројне расправе „за и против“ малих хидроелектрана нису дале конкретне одговоре на суштинска питања како оне заправо функционишу, која је њихова вишенаменска улога у интегралном управљању водама и какав је заиста њихов утицај на околину. Одговоре на ова и друга актуелна питања у вези са МХЕ можете пронаћи у књизи „Обновљиви извори енергије – мале хидроелектране“, проф. др Ивана Божића са Катедре за хидрауличне машине и енергетске системе Машинског факултета у Београду.
Говорећи о разлозима који су га мотивисали да напише једну овакву књигу у тренутку када у друштву владају опречна мишљења о енергетском значају МХЕ, проф. Божић наводи потребу да се шира јавност информише и едукује, али и да се критички сагледају сви аспекти и дефинишу мере које треба испоштовати при пројектовању и експлоатацији малих хидропостројења.
Иако у домаћој уџбеничкој и стручној литератури већ постоје књиге о малим хидроелектранама, потреба за сталним ажурирањем прописа, стандарда, података и иновација, као и недостатак појединих тематских целина из области хидромашинског инжењерства, указала су на неопходност да се сачини баш овакав писани материјал.
Наш саговорник је уверен да се малим хидроелектранама може постићи циљ вишенаменског искоришћења малих водотока заснован на начелима одрживог развоја и очувања животне средине.
„Ти циљеви се могу остварити једино уз поштовање и сталну проверу свих стандардима дефинисаних, законима прописаних, друштвено и еколошки прихватљивих, технички остваривих и економски рационалних услова за изградњу и експлоатацију савремене мале хидроелектране. С друге стране, вишедеценијска искуства у овој области дају довољно информација за ефикасније доношење одлука о одређеним техничким и концептуалним решењима у примени мале хидроенергетике и заобилажење странпутица, пропуста у пројектовању и последичних утицаја на животну средину.“, истиче проф. Божић.
Укупни светски хидропотенцијал континенталних водотокoва који се може енергетски искористити експлоатацијом МХЕ до 10 MW процењен је на преко 230 GW. Искоришћено је тек нешто више од трећине, тако да се у перспективи може искористити још преко 150 GW.
„Наравно, не може сваки водоток да се користити у енергетске сврхе, али исто тако не може да се оспорава ни савремен приступ у разматрању могућности и анализи оправданости енергетске употребе водотока. Специфичност сваког водотока одређује се управо његовим довољним изучавањем, тако да вишенаменска и свеобухватна истраживања водотока доводе до конкретних закључака и оптималних одлука за сваки водоток посебно, конкретну локацију и предвиђену концепцију МХЕ“, наводи наш саговорник.
(фото: Freepik)
С друге стране, сам концепт, диспозиција и величина целокупног хидроенергетског објекта зависи од бројних фактора: локацијских услова, теренско-топографских могућности, типа постројења, експлоатационих захтева, обезбеђивања водопривредног минимума и гарантованог еколошког протока и других фактора који су специфични за сваку локацију и сваки водоток. „Другим речима, свака МХЕ мора да се анализира и прилагођава условима на терену, доступним протоцима и примарним захтевима животне средине, тако да општи критерујум за одређивање инсталисаних параметара не постоји и свака МХЕ је резултат вишекритеријумске оптимизације вишеваријантних решења“, подвлачи проф. Божић.
Једно од основних начела примене МХЕ је коришћење само оног дела воде водотока који је правилним планирањем и пројектовањем предодређен за хидроенергетске потребе уз обавезу очувања њеног квалитета. „Најчешћи вид искоришћења хидропотенцијала остварује се захватањем, скретањем и одвођењем дела воде из водотока, тј. делимичном деривацијом. Вековима је деривациони приступ примењиван за потребе воденица, када је само део воде из потока и речица у брдско-планинским подручјима захватан и преусмераван на воденичке точкове, а затим враћан у свој природан ток. Такав концепт се мора примењивати и за савремене МХЕ“, истиче аутор.
Такође, додаје, савремени тренд мале хидроенергетике препознаје потенцијал и могућности искоришћења капацитета већ изграђених водопривредних објеката и постројења који превасходно нису намењени за хидроенергетску употребу, али под условом да се ни на који начин не угрожава њихова основна намена и експлоатација. Прилагођавајући и надограђујући постојеће водоводне системе, постројења за прераду отпадних вода и системе за наводњавање, могуће је остварити производњу електричне енергије и надоместити део сопствене потрошње тих система без значајнијих грађевинских радова и великих инвестиционих улагања.
Конципирајући књигу, аутор је посебну пажњу посветио савременим хидрауличним турбинама и хидромашинској опреми која се уграђује у мала и мини хидроенергетска постројења, прелазним режимима и заштити хидроенергетских постројења од хидроудара, као и мерењима гарантованих енергетских и еколошких параметара.
(фото: Commonos Wikimedia)
„Основно инжењерско начело хидроенергетике гласи: хидраулична турбина мора бити ваљано изабрана, наменски пројектована, прилагођена специфичностима МХЕ и оптимално и поуздано коришћена у широком експлоатационом опсегу. Данас имамо примену великог броја типова хидрауличних турбина које се међусобно разликују по принципима функционисања, конструктивним и енергетским карактеристикама, начину одржавања и цени, али и према еколошкој прихватљивости. Било да је реч о непосредном коришћењу воде водотока са никаквим или минималним обимом грађевинских радова, или да се у вишеагрегатним МХЕ уградњом хидроагрегата различитих енергетских параметара омогућава широки спектар комбинација њиховог ангажовања, могуће је оптимално коришћење енергије воде“, објашњава проф. Божић.
Он сматра да постојеће недоумице око МХЕ потичу од самог слива и post festum спознаје утицаја МХЕ на водотоке и микролокацијске екосистеме. „У пракси, мали водотоци су или неистражени или недовољно еколошки истражени, тако да се при пројектовању и експлоатацији примењује принцип опште прихваћених начела, препорука и критеријума, што није увек оправдано и спроводиво“, каже проф. Божић.
С тим у вези додаје да је веома важно да се пре пројектовања и изградње сваке појединачне МХЕ јасно дефинише њихов могући утицај на животну средину. „То захтева мултидисиплинарни приступ и експертизу разних еколошких дициплина – екохидрологија, хидроекологија, фитоекологија, зооекологија, екологија човека и друго. Праћењем биолошких, хидроморфолошких, физичко-хемијских и хемијских елемената квалитета процењује се еколошки статус (структура и функционисање акватичног екосистема) и еколошки потенцијал (статус значајно измењенe воде) водотока. Стога су еколози једини квалификовани и компетентни да дефинишу услове при којима се МХЕ може пројектовати, изградити и експлоатисати. Јасно дефинисани еколошки захтеви су обавезујући за инжењере свих струка“, наглашава аутор.
Књига „Обновљиви извори енергије – мале хидроелектране“ је првенствено намењена студентима мастер студија Машинског факултета, као и студентима других техничких факултета који у оквиру својих студијских програма изучавају разне обновљиве изворе енергије и посебно мале хидроелектране. Целокупан тираж је висококвалитетно штампан, а садржај књиге може да послужи и инжењерима који се у свом раду сусрећу са пројектовањем и експлоатацијом различитих типова малих хидроелектрана.
(Извор: Машински факултет)