Atsinaujinančių energijos išteklių platesnis naudojimas – viena svarbiausių Lietuvos energetikos politikos strateginių nuostatų. Iki šiol šalyje pagrindiniais atsinaujinančiais energijos ištekliais buvo laikomi tradiciškai energetinėms reikmėms naudojami ištekliai – malkos, miško paruošų ir medžio apdirbimo atliekos (žievė, šakos, pjuvenos, pjuvenų briketai ir kt.) ir hidroenergija. Tik per pastaruosius penkerius metus didesnę reikšmę įgijo vėjo jėgainių pagaminta elektros energija ir transportui naudojami biodegalai.

Kol kas mažai pažangos pasiekta plačiau naudojant energetinėms reikmėms žemės ūkio gamybos atliekas (šiaudus, nendres, spalius ir kt.), greitai augančius energetinius augalus (gluosninius žilvičius, topinambus, aukštaūgius žolinius augalus), Lėtai auga biodujų indėlis, ateičiai nukeliamos geoterminės ir saulės energijos platesnio panaudojimo šilumai ir elektros energijai gaminti galimybės.

Nuo 1990 m., kai daugiau kaip 75 % malkų ir medienos atliekų buvo sunaudojama namų ūkio sektoriuje, o 14,3 % medienos kuro patalpoms šildyti prekybos ir paslaugų sektoriuje, gerokai pasikeitė šio kuro vartotojų struktūra. 2008 m. namų ūkio dalis medienos kuro balanse sumažėjo iki 54,7 %, prekybos ir paslaugų sektoriaus dalis iki 3,9 %. Medienos, sunaudojamos elektrai ir šilumai gaminti, dalis bendrame šio kuro balanse šiuo laikotarpiu padidėjo beveik septynis kartus – nuo 4,4 % 1990 iki 28,9 % 2008 m. Beveik trigubai padidėjo pramonės sunaudojamo šio kuro dalis, kuri 2008 m. sudarė 10,7 %.

Medienos kuro poreikių augimui 2000–2008 m. turėjo įtakos įvairių miško kirtimo ir medienos pramonės atliekų deginimas pramonės ir centralizuoto šilumos tiekimo įmonių katilinėse. Individualių namų šildymui pradėta naudoti medžio pjuvenų briketus ir granules, kurios gerai tinka moderniems kietojo kuro katilams ir židiniams. Pjuvenų ar šiaudų granules ir briketus patogu transportuoti didesniais atstumais, nereikia daug vietos jiems sandėliuoti, juos patogu naudoti buityje, paslaugų sektoriuje ir pramonėje. Reikšmingu energijos šaltiniu patalpoms šildyti ir šilumai bei elektros energijai gaminti centralizuoto šilumos tiekimo įmonėse tampa skiedros, pagamintos specialia įranga sukapojant medžio atraižas, malkas, medžių šakas bei viršūnes ir įvairias medienos atliekas.

Modernios technologijos suteikia naujas galimybes iki šiol naudojamų ir kitų atsinaujinančių energijos išteklių plėtrai. Biodujų gamybos plėtojimas perdirbant organines gyvulininkystės kompleksų, pramonės įmonių ir nutekamojo vandens atliekas ir dumblą padėtų išspręsti ekologines problemas. Komunalinių atliekų utilizavimas gaminant elektrą ir šilumą taip pat būtų reikšmingas gamtosaugos požiūriu. Jau artimoje ateityje ženklią dalį elektros energijos gamybos balanse užims vėjo elektrinės. Taip pat galima tikėtis, jog bus plačiau naudojami biodegalai, saulės energija ir kiti atsinaujinantys energijos ištekliai šalies ūkio energetinėms reikmėms tenkinti.

Atsinaujinančių energijos išteklių plėtros pagrindimo koncepcija

Kokios yra realios atsinaujinančių energijos išteklių plėtros Lietuvoje galimybės? Kokioms jų rūšims turėtų būti teikiamas prioritetas? Kokios realios galimybės įvykdyti Lietuvos tarptautinius įsipareigojimus? Į šiuos ir kitus klausimus ieškojo atsakymų Lietuvos energetikos instituto mokslininkai, kurie Energetikos ministerijos užsakymu parengė studiją „Šalies savivaldybėse esamų atsinaujinančių energijos išteklių (biokuro, hidroenergijos, saulės energijos, geoterminės energijos) ir komunalinių atliekų panaudojimas energijai gaminti“.

Šios studijos tikslas – atlikti įvairiapusišką analizę, kuria remiantis būtų įgyvendinama darni trumpalaikė ir ilgalaikė atsinaujinančių energijos išteklių ir prie jų priskiriamos biologiškai skaidžios komunalinių atliekų dalies panaudojimo plėtra Lietuvos energetikoje. ES Direktyvos 2009/28/EB 4 straipsnis įpareigoja valstybes nares nustatyti atsinaujinančių energijos išteklių dalies planinius rodiklius trijuose sektoriuose: šildymo ir aušinimo, elektros energijos gamybos ir transporto. Visų trijų sektorių planinių rodiklių suma, išreikšta prognozuojamomis energijos išteklių apimtimis, turi būti ne mažesnė už nustatytą planinį lyginamąjį rodiklį. Lietuvai nustatytas tikslas – bendrųjų atsinaujinančių energijos išteklių dalis bendrųjų galutinės energijos sąnaudų struktūroje turi būtų ženkliai padidinta – nuo 15% 2005 m. iki 23% ar daugiau 2020 m. Be to, šioje Direktyvoje Lietuvai numatytas toks nuoseklus atsinaujinančių energijos išteklių dalies didėjimas bendrųjų galutinės energijos sąnaudų struktūroje: 2011–2012 m. 16,6 %, 2013–2014 m. 17,4 %, 2015–2016 m. 18,6 %, 2017–2018 m. 20,2 % ir 2020 m. 23 %.



















Atsinaujinančių energijos išteklių vartojimas pagal energijos rūšis

Šios studijos rengimo koncepcija remiasi nuostata, kad atsinaujinančių energijos išteklių platesnis naudojimas turi būti pagrįstas išsamia ir nuoseklia visų galimų energijos srautų analize, pradedant nuo visų realiai galimų išteklių gavybos šalies teritorijoje ar importo ir baigiant šių išteklių bei iš jų pagamintų atskirų energijos rūšių panaudojimu visuomenės poreikiams tenkinti. Todėl darbe buvo kompleksiškai analizuojami visi galimi atsinaujinantys ir vietiniai bei importuojami (arba galimi importuoti) energetinėms ir ne energetinėms reikmėms naudojami neatsinaujinantys energijos ištekliai. Galimų energijos išteklių visuma turi patenkinti vartotojų poreikius su mažiausiomis išlaidomis, nepažeidžiant prisiimtų tarptautinių Lietuvos įsipareigojimų ir atsižvelgiant į nustatytus šalies strateginius tikslus. Atskirų atsinaujinančių energijos išteklių, įskaitant ir biologiškai skaidžią komunalinių atliekų dalį, panaudojimo apimtys ir ekonominis tikslingumas yra glaudžiai susiję su kitų alternatyvių atsinaujinančių ir neatsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo galimybėmis ir esamų ar naujų technologijų efektyvumu, investicijų įrenginių modernizavimui ir plėtrai poreikiu, atitinkamomis eksploatacinėmis išlaidomis, galimybėmis sumažinti neigiamą pakeičiamo iškastinio kuro poveikį aplinkai ir kitais veiksniais. Detali ir įvairiapusiška visų galimų energijos išteklių analizė, pradedant jų gavyba ar importu, gamtinių išteklių perdirbimu ir pavertimu vartotojui tinkama energija, baigiant jų transportavimu ir panaudojimu vartotojų įrenginiuose, leidžia nustatyti efektyvias technologijas ir kiekvienos energijos išteklių rūšies panaudojimo apimtis Lietuvoje, pagrįstas ekonominiu, aplinkosaugos, socialiniu, politiniu ir kitais aspektais.

Šį uždavinį įmanoma išspręsti tiktai taikant modernius energetikos perspektyviniam planavimui skirtus modelius. Lietuvos energetikos institute šiam tikslui buvo parengtas optimizacinis modelis, kuris remiasi orientuoto tinklinio grafo principu pritaikant optimizacinio MESSAGE programinio paketo matematinę įrangą. Šio grafo šakos reprezentuoja atskiras atsinaujinančių energijos išteklių išgavimo, transformavimo, transportavimo, paskirstymo, elektros energijos ir šilumos bei biodegalų gamybos technologijas, o mazgai atskiras šių išteklių ar iš jų pagamintų produktų rūšis. Šiame modelyje pagal vieną trafaretą aprašytas kiekvienos savivaldybės energetikos ūkis, įskaitant žemės, miškų ir žemės ūkio naudmenų plotus, žemės ūkio kompleksų, pramonės įmonių bei komunalinių atliekų apimtis, esamas ir ateityje galimas energijos išteklių gamybos, transportavimo ir vartojimo technologijas ir kitus objektus.

Matematinio modelio kūrimas ir optimalių sprendimų analizė yra labai daug darbo reikalaujantis procesas, kurį galima pailiustruoti šiais etapais: detalios atsinaujinančių energijos išteklių tiekimo sistemos parengimas; šią sistemą atitinkančio tinklinio energijos srautų grafo sudarymas; reikiamos informacijos apie visus prieinamus energijos išteklius, atskiras esamas ir perspektyvoje galimas technologijas (jų techninius, ekonominius, ekologinius ir kitus parametrus) surinkimas; energijos poreikių prognozių parengimas ir jų detalizavimas šalies teritorijoje; scenarijų apie energijos kainų kitimą parengimas; pradinės informacijos apibendrinimas ir patalpinimas matematinio modelio duomenų bazėje; energetikos sistemos funkcionavimą ir raidą aprašančių matematinių lygčių sistemos sudarymas; pradinės informacijos ir modeliavimui taikytų prielaidų koregavimas remiantis optimizaciniuose skaičiavimuose gautais rezultatais ir jų palyginimu su faktiniais 2008 m. duomenimis; racionalių energetikos sektoriaus raidos krypčių ilgalaikei perspektyvai parengimas; optimizacinių skaičiavimų rezultatų analizė ir apibendrinimas. Modeliuojant įvairius scenarijus, labai svarbu kiekvienam atsinaujinančių energijos išteklių išgavimo, transformavimo, transportavimo, paskirstymo ir vartojimo procesui parinkti po keletą racionalių alternatyvių technologijų, kad iš jų būtų galima atrinkti ekonomiškai patraukliausias.































1 pav. Atsinaujinančių energijos išteklių plėtros scenarijai

Norint nustatyti įvairių kuro rūšių konkurencingumą, reikia vertinti ne tik tiesiogines išlaidas, t. y. investicijas įrenginiams, eksploatacines išlaidas (kurui, darbo užmokesčiui, įrenginių remontui), mokesčiams ir t. t. Visuomenė, vartodama energiją, turi apmokėti ir su jos gamyba susijusius išorinius kaštus, nes deginant iškastinį kurą (anglis, naftą ir jos produktus, gamtines dujas ir kt.) išsiskiria įvairios nuodingos medžiagos, kurios teršia aplinką, kenkia žmonių sveikatai, mažina žemės derlingumą ir pan. Nors iškastinį kurą naudojančios elektrinės ir katilinės į aplinką išskiria SO2 dujas, kurios naikina augaliją, ardo pastatų medžiagas, aktyvina metalų koroziją, kenkia žmonių sveikatai, elektros ir šilumos gamintojai tokių išorinių išlaidų neįtraukia į energijos kainą (arba įtraukia tik iš dalies).

Vertinant išorinius kaštus būtina neapsiriboti vien elektrą ir (arba) šilumą gaminančiais įrenginiais. Reikia įvertinti viso kuro ciklo išorinius kaštus, kurie apimtų visą ciklą: kuro išgavimą, transportavimą bei paskirstymą, kuro konversiją (deginimą), pagamintos elektros energijos perdavimą, jos vartojimą, pačių įrenginių statybą bei įrenginių gamybą, įrenginių veiklos sustabdymą. Pavyzdžiui, vėjo jėgainės, gamindamos elektrą, tiesiogiai aplinkos neteršia, bet jų gamybai naudojamos medžiagos, kurios teršia aplinką. Šiuo metu tik dalis kuro ciklo išorinių kaštų perkeliama teršėjams, dažniausiai taikant atitinkamus mokesčius. Bet dalis išorinių kaštų taip ir lieka nepriskaičiuoti nei energijos gamintojams, nei vartotojams, o žala, kurią patiria visuomenė ir aplinka, neįskaičiuojama į kainą energijos rinkose.

Išorinių kaštų kiekybinis įvertinimas yra labai komplikuotas ir tarptautinėje praktikoje. Nagrinėjant komercinių objektų tarpusavio konkurencingumą, jis dar nėra įteisintas. Šiuos išorinius kaštus šiek tiek įvertina tarptautiniu mastu taikomi mokesčiai už išmetamą CO2 kiekį. Kadangi jų dydį apibrėžia tarptautinė apyvartinių taršos leidimų rinka, tokie mokesčiai nediskriminuoja atskirų šalių ir neiškreipia kitų ūkio subjektų, naudojančių vienos ar kitos rūšies energiją, konkurencinių galimybių. Kitų išorinių kaštų individualus įvertinimas Lietuvoje naudojamiems energijos ištekliams gali iškreipti ūkio subjektų tarpusavio konkurencingumą tiek vidaus, tiek išorės rinkoje. Būtent praktikoje jau taikomi CO2 mokesčiai atspindi visuomenės norą pirkti brangesnę, bet švaresnę energiją.

Racionalios atsinaujinančių energijos išteklių plėtros kryptys

Jau šiuo metu daugelyje savivaldybių atsinaujinantys energijos ištekliai sudaro didelę suvartojamo kuro dalį. Tačiau tose savivaldybėse absoliučios suvartojamo kuro apimtys nėra didelės. Esminio šių išteklių vartojimo prieaugio galima tikėtis modernizavus didžiųjų miestų centralizuoto šilumos tiekimo sistemas, plačiau naudojant atsinaujinančius energijos išteklius elektros energijai gaminti, didinant biodegalų kiekį transporto reikmėms ir kt. Siekiant nustatyti, kur ir kaip racionalu plačiau naudoti atsinaujinančius energijos išteklius, reikia įvertinti daugelį veiksnių: esamų elektros ir šilumos gamybos šaltinių struktūrą, galimas naudoti kuro rūšis, įrenginių techninę būklę, likutinį tarnavimo laiką, šilumos gamybos išlaidas, taip pat esamų įrenginių modernizavimo ar pakeitimo naujais galimybes, investicijų apimtį ir kitus veiksnius.

Atsinaujinančių energijos išteklių plėtrai nemažą įtaką turi daug kitų veiksnių: įsipareigojimai užtikrinti ES Direktyvos 2009/28/EB reikalavimus, importuojamo ir biokuro kainų santykis; energetikos politikos nuostatos dėl iš kitų valstybių importuojamos elektros energijos apimties, reglamentuojamos minimalios įrengtosios galios vėjo elektrinių, saulės elektrinių ir komunalinių atliekų utilizavimo įrenginių, išorinių kaštų vertinimo būdas ir kt. Rengiant studiją buvo modeliuojama per 20 scenarijų, kurie skiriasi įvairių reikšmingų veiksnių vertinimo principais ir ribojančių parametrų dydžiais. Tokiu būdu siekta nustatyti objektyvių ir subjektyvių veiksnių įtaką energetikos sektoriaus perspektyvinei raidai ir parengti scenarijus, kurių įgyvendinimo sąlygos yra labiausiai priimtinos visuomenei, nes leidžia racionaliai subalansuoti visuomenės lėšas tarp energetikos sektoriaus ir kitų veiklos sričių, kartu neutralizuojant neigiamas energetikos sektoriaus veiklos pasekmes.



































2 pav. Elektros energijos gamybos iš atsinaujinančių energijos išteklių plėtra

Remiantis atlikta gautų rezultatų analize, nustatyta, kad atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo galimybės šiuo metu nėra pakankamai panaudotos – jų dalį Lietuvos bendrųjų galutinių sąnaudų struktūroje tikslinga padidinti iki 21 %. Tokias jų plėtros apimtis galima užtikrinti netaikant jokių paramos schemų, jei energetikos sektoriaus funkcionavimas būtų grindžiamas laisvos rinkos principais. Pagrindinis įtakojantis veiksnys, skatinantis platesnę atsinaujinančių energijos išteklių plėtrą, yra energetikos objektų funkcionavimo išlaidas vertinantys išoriniai kaštai, nustatomi per mokesčius už į atmosferą išskiriamas CO2 dujas. Tokiu atveju atsinaujinančių energijos išteklių, kuriuos racionalu panaudoti šalies ūkio energetinėms reikmės tenkinti, apimtis per dešimtmetį tikslinga padidinti 1,8–2 kartus (1 pav.). Jų dalis 2020 m. pasiektų 26–29 %. Didesnioji reikšmė gaunama esant mažoms atsinaujinančių energijos išteklių kainoms, mažesnioji – esant didelėms atsinaujinančių energijos išteklių kainoms. Šiuose scenarijuose reikšmingas indėlis tenka elektros gamybai iš atsinaujinančių energijos išteklių (2 pav.), iš kurių 2020 m. galima pagaminti 27–31 % šalies ūkiui reikalingos elektros energijos.

Didelį potencialą plačiau naudoti atsinaujinančius energijos išteklius turi centralizuoto šilumos tiekimo sistemos, kurių kuro balanse dominuoja gamtinės dujos, o biokuro dalis tesiekia 19 %. 2020 m. šiame sektoriuje racionali biokuro dalis gali siekti 53–62 %. Decentralizuotų vartotojų kuro balanse biokuro dalis 2020 m. gali sudaryti 37–42 %, transporto sektoriuje 10 % nuo kelių transportui sunaudojamo motorinio kuro, pramonės, statybos bei žemės ūkio vartotojų įrenginiuose tiesiogiai suvartojamo kuro balanse apie 24 %. Didesnioji reikšmė visuose sektoriuose gaunama esant mažoms atsinaujinančių energijos išteklių kainoms, mažesnioji – esant didelėms atsinaujinančių energijos išteklių kainoms.

Viena iš ekonomiškai patraukliausių atsinaujinančių energijos išteklių plėtros krypčių yra platesnis biokuro (šiaudų, žolės, medienos) panaudojimas kombinuotos elektros ir šilumos gamybos įrenginiuose, o jį perdirbant į granules – ir decentralizuotame šilumos gamybos sektoriuje. Racionali kietojo biokuro kogeneracinių elektrinių įrengtoji elektrinė galia 2020 m. vertinama 185–255 MW. Biokuro katilų suminę įrengtąją galią tikslinga padidinti iki 725–850 MW.

Sprendžiant ekologines problemas, tikslinga plėtoti biodujų gamybą perdirbant organines gyvulininkystės kompleksų, pramonės įmonių ir nutekamųjų vandenų atliekas bei dumblą. Racionalios biodujų gamybos apimtys 2020 metais gali sudaryti 124–135 ktne. Iki 2020 metų biodujas naudojančių kogeneracinių elektrinių įrengtąją galią tikslinga padidinti iki 100 MW. Komunalinių atliekų utilizavimas gaminant elektros energiją ir šilumą reikšmingai prisidėtų prie gamtosauginių problemų sprendimo, o racionali suminė šių elektrinių įrengtoji elektrinė galia vertinama 66 MW.

Atsinaujinančių energijos išteklių naudojimas teikia daug papildomų privalumų: leidžia sukurti naujas darbo vietas jų gamybos, transportavimo, įrenginių statybos ir eksploatavimo grandyse, mažina išlaidas importuojamiems energijos ištekliams, mažina šalies energetinę priklausomybę. Vienas pagrindinių limituojančių faktorių sprendžiant platesnio atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo problemą gali būti investicinių lėšų trūkumas. Todėl būtina parengti skaidrias ir nediskriminuojančias elektros energijos gamybos iš biokuro ir kitų atsinaujinančių išteklių paramos schemas. Atsinaujinančių energijos išteklių plėtros stebėseną ir periodinę planų korekciją turėtų vykdyti nuolat ir kryptingai dirbanti ekspertų grupė, suburta iš atitinkamų ministerijų, verslo ir mokslinių organizacijų atstovų. Tokiai ekspertų grupei turėtų būti skiriamas reikšmingas vaidmuo nustatant įvairiapusiškai suderintus sprendimus, užtikrinančius atsinaujinančių energijos išteklių plėtrą šalyje su minimaliomis išlaidomis visuomenei.

Dr. Arvydas Galinis, Vidas Lekavičius, prof. habil. dr. Vaclovas Miškinis