Ļauj vējam strādāt

Saule Zemi sasilda nevienmērīgi: uz ekvatora valda karstums, polos – aukstums. Dienā silda saule, naktī augsne atdziest. Uz Zemes ir gan sauszeme, gan ūdeņi. Nevienmērīgi sasilušajos gaisa slāņos rodas spiediena izmaiņas, kas rada lielu gaisa masu pārvietošanos – vēju. Pāris simtu metru augstumā no zemes vēji ir visai nepastāvīgi, tos bremzē meži, kalni un ēkas, bet virs lieliem ūdens klajumiem vēji var pamatīgi ieskrieties. Augstāk sāk dominēt pastāvīgie un spēcīgie ģeostrofie vēji, kas saistīti ar gaisa masu kustību no ekvatora uz poliem. To ātrums ir no 30 m/s līdz 70 m/s. Jo tālāk no zemes, jo spēcīgāki vēji, tāpēc vēja enerģētikas tendence ir kāpināt torņu augstumu, un nu jau dažviet tie sasniedz 160 m.

veja rotori

Vēja izmantošanas vēsture

Vēja izmantošanai ir aptuveni 7000 gadu sena vēsture. Jau 5000.g.p.m.ē. ēģiptieši iedomājās pa plašo un vējaino Nīlu kuģot ar buru laivām. Un eiropieši, vēja pūsti, 15. un 16.gadsimtā buru kuģos devās iekarot tālas zemes.

Kad cilvēki no vācējiem pārtapa par lauksaimniekiem un iedomājās sējai atlasīt pilnākās graudaugu vārpas, kad graudu jau ieriesās tik daudz, ka ar rokas dzirnavām samalt kļuva pārāk apgrūtinoši, ap 500.-900.gadu Persijā sāka izmantot vēja enerģiju graudu malšanā. Arābu ceļotāji Afganistānā 700.gadā redzējuši vējdzirnavas, kas atgādina mūsdienu rotējošās durvis. 13.gadsimtā persiešu vējdzirnavu tehnoloģiju kopā ar to būvētājiem nolaupīja un aizveda uz Ķīnu. Ap šo laiku arī krustneši no Eiropas zemēm vēja izmantošanas idejas no Āzijas aizveda uz dzimteni. Nākamajos 500 gados vējdzirnavas tika pilnveidotas un plaši izmantotas graudu, garšvielu, kakao un eļļas augu malšanai, ūdens pumpēšanai, kokzāģēšanai un iežu smalcināšanai. Vēja enerģijas asprātīga izmantošana radīja pat jaunu valsti – jūrai tika atņemta kanālu zeme Holande.

1890.gadā Dānijā izgudroja pirmās vēja turbīnas, kas ražoja elektrību. Divdesmit gadu laikā simtiem vēja turbīnu ražoja elektrību Eiropā, bet ASV no 1850. līdz 1970.gadam uzbūvēja sešus miljonus vēja turbīnu, kas apgādāja ar elektrību Lielos Līdzenumus, turklāt nomaļas zemnieku saimniecības ar vēja enerģijas palīdzību uzlādēja akumulatorus un izmantoja elektroierīces.

Pēc Otrā pasaules kara nekas vairs nevarēja sacensties ar fosilā kurināmā radīto enerģiju, taču prieki bija īsi. Pirmo naftas krīzi pasaule piedzīvoja 1970.gados, un cilvēki saprata, ka piesārņojošas enerģijas ieguves veidi jāmaina pret zaļākiem. Jau 80.gados Kalifornijā notika vēja enerģijas bums, vēja ģeneratori pa šiem gadiem tiek pilnveidoti, celti aizvien augstāk debesīs, tuvāk pie lielajiem vējiem.

Vēja izmantošanas mode

Nu jau cilvēki ir atmetuši Kārļa Ulmaņa laikos radušos iedomu, ka katrā lauku sētā griezīsies vēja rotori, ko ražoja VEF, un saimniecība būs neatkarīga no elektroenerģijas piegādātāju tarifiem. Tad jau katras kurmju biedējamās dzirnaviņas varētu darbināt spuldzīti kūtī. Koki un ēkas bremzē vēju, turklāt modernās tehnoloģijas nav lēts prieks un cilvēki labāk izvēlas zināmu nelaimi, nevis nezināmu laimi.

Modernas vēja turbīnas jauda 1500 kW jeb 1,5 MW piecdesmit reižu pārsniedz 1980.gadā ražotas turbīnas jaudu. Turklāt pašlaik jau ražo turbīnas ar jaudu līdz 5000 kW, un tad jau var iegūt 500 reižu lielāku enerģijas daudzumu nekā ar 1980.gada turbīnu modeļiem. Šajā laikā vēja iekārtu produktivitāte pieaugusi par 40%, jo turbīnas paceļ 150 m augstumā. Turklāt 20 gadu laikā vēja enerģijas cena Eiropā samazinājusies un ir līdzīga elektrības cenai, ko iegūst no naftas, gāzes, ogļu dedzināšanas un kodolenerģijas izmantošanas. Vienas vēja elektrostacijas būvēšanas izmaksas samazinājušās līdz 1 milj. ASV dolāru uz 1 MW jaudas, turklāt AES būvēšana izmaksā līdzīgi. Vēja staciju būvēšanas izmaksas piekāpjas vien gāzes TEC (600 000 USD/MW).

1,5 MW vēja turbīna Vācijas apstākļos gada laikā saražo līdz 5 miljoniem kWh elektrības. Ar to pietiek 1000-2000 ģimenēm, kurās ir četri cilvēki. Turklāt 2004.gadā, pateicoties vēja enerģijas nepiesārņojošajai ražošanai, Vācija gaisā nepalaida 21 miljonu tonnu CO2!

Pirms 800 gadiem eiropieši ideju par vēja izmantošanu noskatīja no Āzijas tautām, taču tagad Vācijā ražotās turbīnas maļ vēju gan Ķīnā, gan Indijā. Dānijas vēja turbīnu ražotāji saņēmuši pasūtījumu nogādāt 24 turbīnas ar 40 MW kopējo jaudu Dienvidkorejā un 100 MW jaudas turbīnas Ķīnā. Ķīnā pēc enerģijas ir milzīgs pieprasījums, turklāt pagaidām tur strādā ar tik piesārņojošām metodēm, ka daudzas pilsētas jau sauc par «vēža pilsētām». Elektrības trūkuma dēļ ne vienai vien rūpnīcai atļauts strādāt vien dažas dienas nedēļā. 2005.gadā Latvijā licences izsniegtas Grobiņas vēja parkam, nelielām spēkstacijām Ainažos, Užavā, Alsungā un Liepājā. Bet pēc dubulto tarifu un izpostītās dabas skandāliem mazo HES sakarā gan Ekonomikas ministrija, gan «Latvenergo» pret atjaunojamo enerģijas veidu atbalstīšanu izturas piesardzīgi. Līdz 2010.gadam «Latvenergo» ir spiesta iepirkt par dubulto tarifu – 0,0687 Ls/kWh – arī vēja saražoto enerģiju, bet ilgākam laika posmam šādu atbalstu valdība nav devusi. Valstīs, kur strauji attīstās atjaunojamās enerģijas veidi, valsts vai nu samazina nodokļus, vai arī palielina iepirkšanas tarifus. Vēja enerģijas ražotāji atzīst, ka bez valsts atbalsta ieguldīt līdzekļus vēja ķeršanā nav jēgas.

Dabas aizsargātāju pretenzijas un vējotāju argumenti

Galvenās pretenzijas pret vēja parkiem izsaka ornitologi: bēdīgi slavens piemērs vērojams Kalifornijā, stundas brauciena attālumā uz austrumiem no Sanfrancisko, kur 80.gados uzbūvēja vienu no lielākajiem vēja parkiem pasaulē – septiņi tūkstoši turbīnu ar kopējo jaudu 800 MW. «Altamont Pass» vēja parks uzbūvēts uz galvenā putnu migrācijas ceļa, tāpēc sadursmēs ar turbīnām un elektropārvades līnijām katru gadu iet bojā aptuveni pieci tūkstoši putnu. Kalifornijas Enerģijas komisija secinājusi, ka labākais risinājums, kā samazināt putnu bojā eju, ir novecojušās un mazjaudīgās turbīnas nomainīt ar efektīvākām uz augstākiem torņiem – tad turbīnu spārni atrastos augstāk nekā putnu lidojuma ceļš. Turklāt nu jau viena moderna turbīna saražo tikpat daudz enerģijas, cik 7-10 vecās.

Vācijā pēdējos gados arī ir pētīta dažādu putnu sugu dzīves kvalitāte. Izrādās, ka paipalas, griezes, kuitalas, dzeltenie tārtiņi, sudrabkaijas, dzērves un vairākas zosu sugas (baltvaigu, baltpieres, baltvēdera) nelido turbīnām tuvāk par 200 metriem. Vēja malšanu necieš arī ķīvītes, meža, sējas, melngalvas un īsknābja zosis, cekulpīles, lauči, brūnkakļi, gaigalas un ziemeļu gulbji. Bet novērojumi Lejassaksijā, kur 2000.gadā uzbūvēja vēja parku ar 44 turbīnām, apliecināja, ka iespējama arī mierīga līdzāspastāvēšana: no 21 sugas gājputniem trīs sugu putnu skaits samazinājies, astoņu sugu putni satopami tikpat bieži, bet 10 sugu putnu skaits ir pat palielinājies.

Beidzot vides un dabas aizstāvji ir vienojušies: klimata, augu un dzīvnieku, tostarp cilvēku, ilgtspējīga pastāvēšana uz Zemes iespējama vien tādā gadījumā, ja civilizācija maina ieradumus un pāriet uz atjaunojamās enerģijas veidu izmantošanu.

Kad vēju ķers Latvijā

Lai attīstītos vēja enerģētikas nozare, ir nepieciešama divu galveno nosacījumu izpilde: pietiekams vēja daudzums un labvēlīga likumdošanas bāze, nodrošinot nozarei politisko atbalstu. Ja vēja Latvijas energoapgādei pietiktu, tad likumdošanas jomā valda pilnīgs bezvējš.

Viens no interesantākajiem reģioniem vēja parku būvniekiem ir Kurzemes piekraste. Turklāt Latvijā ir labi attīstīta «Latvenergo» elektrisko tīklu sistēma. Tas ir ļoti būtisks faktors, jo, piemēram, Igaunijā, vēja ir vēl vairāk, taču vājāk attīstīti elektriskie tīkli, līdz ar to grūtāk saražoto elektroenerģiju nonogādāt patērētājam.

Mums savukārt ir problēmas ar politisko atbalstu – šajā jomā nekādas aktivitātes nav jūtamas. Ekonomikas ministrijas un «Latvenergo» pārstāvju attieksme apliecina, ka valsts nav ieinteresēta atbalstīt šo alternatīvās enerģijas veidu. Turklāt šo vienaldzību argumentē gan ar reālu šķēršļu uzskaitījumu, gan ar aiz ausīm pievilktiem klupinājumiem.

Viens no galvenajiem argumentiem pret vēja parku attīstību: Latvijā jau ir viens apjomīgs un nepastāvīgs alternatīvās enerģijas iegūšanas veids – hidroenerģija; ja tiks ieviests vēl viens, tas palielinās kopējo nestabilitāti. Pasaules prakse gan liecina par pretējo – abi šie enerģijas veidi strādā lieliski un viens otru papildina. Tā kā Latvijā jau vēsturiski enerģiju iegūst zaļi – pārsvarā no lielajām un mazajām HES –, tad uz kaimiņvalstu fona izskatāmies videi draudzīgi, jo Lietuvā galvenais enerģijas avots bija Ignalinas AES, bet Igaunijā enerģiju iegūst no degakmens. Eiropas Komisija nevar pārmest Latvijai, ka tā neražo alternatīvo enerģiju, turklāt lielais iepirktās enerģijas daudzums citu valstu tirgotājus tikai iepriecina, un ar enerģētiski atkarīgām valstīm politiski vieglāk manipulēt.

«Latvenergo» savukārt no vēja enerģijas ražotājiem pieprasa precīzas prognozes saražotās elektroenerģijas daudzumam un tikai tad sola apspriest šī enerģijas veida iepirkšanas iespēju. Tas nav īsti nopietni, jo pašreizējā situācijā vēja enerģija sniedz tikai 0,6% no kopējā apjoma. Tātad tās ietekme uz kopējām prognozēm ir neliela. Turklāt «Latvenergo» izdevīgāk ir iepirkt enerģiju no kaimiņvalstīm (30-40%), nekā atbalstīt vietējos ražotājus.

Igaunijā, sistemātiski pievēršot uzmanību vēja enerģētikai, ir panākts valsts atbalsts un tur jau darbojas apjomīgs vēja ģeneratoru parks – Pakri vēja ģeneratoru stacijā Paldisku pussalā Somu līcī griežas astoņas 2,3 MW vēja turbīnas.

Praktiskie aprēķini

Vēja turbīnas enerģiju sāk ražot, līdzko vēja ātrums sasniedz 2,5 m/s, nominālais vēja ātrums – 12 m/s, bet vētrā turbīnas apstājas.

Enerģijas daudzums, ko var iegūt no vēja, ir proporcionāls vēja plūsmas iedarbības laukumam un vēja ātrumam kubā: E~Sxv3

Ja vēja ātrums pieaug divas reizes, tad enerģijas daudzums – astoņas reizes! Vispiemērotākās vietas vēja ģeneratoru izvietošanai ir jūras piekraste, jūras šelfs un kaili pakalni. Nav prātīgi vēju ķert mežā, starp ēkām, pat atsevišķu koku tuvumā. Turklāt ašie vēji atrodas augstu, tāpēc arī turbīnas jāslej 120-150 m augstumā. Tāpēc pirms vēja parka būvēšanas gadu jāanalizē vēja ātrums, turklāt nevis 10-12 m augstumā, kā to dara meteorologi, bet gan desmit reižu augstāk.

Saskaņā ar Eiropas ekspertu pētījumu, Latvijas potenciāls vēja enerģētikā ir 550-600 MW gadā, oponenti Latvijā prognozē tikai 50 MW, bet līdz šim uzstādīto vēja ģeneratoru jauda ir aptuveni 27 MW gadā. Patlaban lētāk ir trūkstošo elektroenerģiju importēt, nevis attīstīt alternatīvos ražošanas veidus. Taču jārēķinās, ka Ignalinas AES slēgs, Krievijas energoražotājiem – pēdējais laiks modernizēt uzņēmumus. Līdz ar to importa elektroenerģijas izmaksas tikai pieaugs. Turklāt elektrības, gāzes un naftas produktu cenas neapturami palielinās. Bet Latvijā vēji dzenā vien mākoņus un gaisa pilis.

Anitra Tooma

Publicēts 2005.gada septembrī.

 

Latvijas vēju karte

veju kartes
Vidējais vēja ātrums gadā 10 m augstumā.

k2
Vidējais vēja ātrums gadā 50 m augstumā.

k3
Vidējais vēja ātrums gadā 100 m augstumā.

Avots: http://www.windenergy.lv

Atbildēt