Mała elektrownia wodna

Mała elektrownia wodna – co musisz wiedzieć?

Wyzwania związane ze zrównoważonym rozwojem oraz odchodzeniem od paliw kopalnych tworzą duże możliwości rozwoju małych elektrowni wodnych. Wykorzystanie MEWek jako rozproszonych źródeł energii mogłoby korzystnie wpłynąć na stabilizację systemu elektroenergetycznego, szczególnie kiedy rezygnuje się z paliw kopalnych (nieekologicznych, ale stabilnych), a zwiększa się udział odnawialnych źródeł energii o dużych wahaniach produkcji. 

Udział hydroenergetyki w bilansach energetycznych poszczególnych krajów jest niezwykle zróżnicowany. Zależy od zasobów wodnych krajów (a jak wiadomo zasoby te rozłożone są na świecie bardzo nieregularnie), dostępu do wiedzy i technologii, polityki państwa itp. Norwegia, w której energetyka wodna stanowi 98% mixu energetycznego jest niekwestionowanym liderem w tym rankingu. W Polsce energia produkowana w elektrowniach wodnych stanowi zaledwie 2% całej rocznej produkcji.

Warto zaznaczyć również, że w samej tylko Polsce potencjał hydroenergetyczny jest rozłożony nierównomiernie, aż 68% procent przypada na dorzecze Wisły, 17,6% na dorzecze Odry, natomiast wszystkie pozostałe rzeki to zaledwie 14,4%.

Co to jest MEW

W Polsce nie ma oficjalnej definicji małej elektrowni wodnej, zwyczajowo przyjmuje się, że zalicza się do nich obiekty o mocy nie przekraczającej 5 MW (nie należy ich jednak mylić z obiektami typu przydomowa elektrownia wodna). Taką interpretację częściowo odzwierciedla ustawa o odnawialnych źródłach energii (ustawa o OZE), zgodnie z którą elektrownie wodne o mocy nieprzekraczającej 5 MW są uprawnione do otrzymywania tzw. zielonych certyfikatów.

Obecnie w Polsce funkcjonuje około 750 małych elektrowni wodnych. Mogłoby się wydawać, że to dość dużo, ale nasz krajowy techniczny potencjał hydroenergetyczny jest wykorzystany w niespełna 20 procentach.

Małe elektrownie wodne, w odróżnieniu od dużych obiektów systemowych mają stosunkowo duży potencjał lokalizacyjny. Zgodnie z danymi projektu RESTOR Hydro, współfinansowanego z Programu Unii Europejskiej Intelligent Energy Europe w Polsce znajduje się 8 tysięcy potencjalnych lokalizacji MEW (najczęściej są to stopnie wodne lub jazy). Obecnie danymi ze wspomnianego programu dysponuje Europejska Federacja Energetyki Odnawialnej (EREF).

Budowa elektrowni wodnej – na czym polega?

Aby zbudować małą elektrownię wodną należy uzyskać szereg pozwoleń administracyjnych wymaganych w realizacji projektu. Po pierwsze konieczne jest dokonanie oceny wpływu realizacji przedsięwzięcia na środowisko i uzyskanie decyzji środowiskowej. Następnie należy ubiegać się o warunki zabudowy (z wyjątkiem sytuacji, gdy na danym terenie ustanowiono plan zagospodarowania przestrzennego, obejmujący obszar inwestycji MEW). Dalej należy pozyskać ocenę wodnoprawną i pozwolenie wodnoprawne. Następnym ważnym krokiem jest uzyskanie prawa do dysponowania niezbędnymi do realizacji inwestycji nieruchomościami, które stanowią własność Skarbu Państwa (grunty pokryte wodami płynącymi, a także jazy piętrzące). Tu należy wspomnieć, że w świetle polskiego prawa grunt z wodami płynącymi uznawany jest za własność Skarbu Państwa, stąd konieczność uzyskania stosownych pozwoleń na użytkowanie. Ostatni etap to uzyskanie pozwolenia na budowę małej elektrowni wodnej. 

Do podmiotów, od których będzie należało pozyskać kolejne zgody są: lokalny samorząd (wójt, burmistrz), Regionalna Dyrekcja Ochrony Środowiska (RDOŚ), Państwowe Gospodarstwo Wodne Wody Polskie (Regionalne Zarządy Gospodarki Wodnej), Wojewódzki Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych, Starostwo Powiatowe oraz Urząd Regulacji Energetyki (URE).

Ważnym aspektem budowy elektrowni wodnej  jest właściwy teren. Żeby budowa i eksploatacja MEW przebiegała bezproblemowo należy uwzględnić dostęp do sieci elektroenergetycznej (średniego lub niskiego napięcia). Podłączenie elektrowni wodnej do sieci energetycznej odbywa się przez zawarcie umowy z lokalnym operatorem.

Kiedy już znajdziemy odpowiednie miejsce do budowy MEW (po szeregu analiz i prognoz finansowych i technicznych) należy dobrać optymalną technologię hydrozespołu, która przy określonym przepływie i spadzie rzeki zapewni maksymalne zyski (dzięki czemu uzyskamy możliwie najkrótszy okres zwrotu inwestycji). 

Już teraz widzimy, że budowa elektrowni wodnej jest procesem złożonym i od samego etapu przygotowawczego musi być dobrze przemyślana.

Mała elektrownia wodna – projekt

W przypadku obiektu takiego jak mała elektrownia wodna projekt jest wyzwaniem, do którego należy podchodzić w sposób odpowiedzialny. Rekomendujemy realizacje obiektów hydroenergetycznych kompleksowo, ponieważ znacząco ułatwia to poszczególne, następujące po sobie etapy. Dodatkowo bardzo istotnym aspektem jest określenie oczekiwanych wskaźników finansowych oraz analiza indywidualnych ryzyk.

W przypadku obiektu takiego jak mała elektrownia wodna, przy szacowaniu kosztów budowy należy wziąć pod uwagę skalę przedsięwzięcia, przygotować szczegółowy kosztorys projektu (w tym koszt materiałów budowlanych oraz wynajęcia fachowców na etapie analiz, projektowania i realizacji) oraz uwzględnić horyzont czasowy realizacji, włącznie z czasem na pozyskanie stosownych pozwoleń (czyli na cały proces administracyjny). 

Do największych zalet małej energetyki wodnej bez wątpienia należy żywotność obiektów. Raz wybudowana MEW, odpowiednio serwisowana jest w stanie funkcjonować nawet sto lat. Oczywiście należy uwzględnić remonty oraz wymiany hydrozespołów, ze względu na zużycie i rozwijające się technologie oraz zmieniające się stosunki wodne, ale są to pomniejsze remonty, na przestrzeni często dziesięcioleci. Obecnie do największych zagrożeń rozwoju MEW w Polsce można zaliczyć niestabilną sytuację w ustawodawstwie i bardzo częste zmiany zapisów ustaw oraz działania ekologów. 

Energetyka wodna oddziałuje na środowisko naturalne, nie ma co do tego wątpliwości, natomiast należy podkreślić, że aby w ogóle uzyskać zgodę na realizację takiego przedsięwzięcia trzeba zapewnić realizację działań kompensujących szkody w środowisku, zapewnić biologiczny przepływ nienaruszalny oraz zapewnić możliwość migracji faunie wodnej tworząc przepławki dla ryb.
Wszystkie te aspekty regulowane są odpowiednimi aktami prawnymi, między innymi Ramową Dyrektywą Wodną (dokument rangi europejskiej).

Istotną cechą MEWek jest stabilna produkcja. Spośród wszystkich źródeł OZE małe elektrownie wodne są najmniej podatne na gwałtowne zmiany pogody. Nawet w przypadku suszy przepływ można regulować za pomocą obiektu piętrzącego. W przypadku farm fotowoltaicznych oraz wiatrowych na poziom stabilności produkcji odpowiadający hydroenergetyce nie można liczyć. 

Zaznaczyć należy, że małe elektrownie wodne nie potrzebują wielkich rzek, dzięki odpowiedniemu projektowi i dostosowanej technologii będą efektywnie funkcjonować nawet na niewielkich ciekach i niskich spadach.

W ramach świadczonych przez nas usług realizujemy projekty w szerokim zakresie, od mikroinstalacji o mocy zaledwie kilkunastu-kilkudziesięciu kilowatów do większe (w skali polskiej) obiekty, nawet kilku megawatowe. Najczęściej współpracujemy z klientem w formule realizacji inwestycji elektrowni wodnej pod klucz, dzięki czemu kontrolujemy każdy aspekt realizacji i możemy dać gwarancję zysków.

Dzięki temu, że posiadamy własną halę produkcyjną oraz zespół specjalistów, sami projektujemy i wykonujemy turbiny wodne optymalnie dobrane do realizowanej inwestycji. W naszej ofercie znajdują się turbina Kaplana, turbina Francisa, śruba Archimedesa, turbina Peltona oraz aktywna przepławka. 

W realizowanych elektrowniach wodnych instalujemy również autorski system SCADA, dzięki któremu MEWki stają się obiektami bezobsługowymi. SCADA pozwala na analizę i monitorowanie parametrów pracy małej elektrowni wodnej przez całą dobę.

Kto może zostać właścicielem małej elektrowni wodnej?

Każdy, MEWki stanowią znakomitą inwestycje i zabezpieczenie kapitału dla klientów indywidualnych, są również dobrym kierunkiem dla samorządów. Dzięki małej elektrowni wodnej można zapewnić niezależność energetyczną dla całej miejscowości. Dla dużych koncernów energetycznych elektrownie wodne stanowią rodzaj zabezpieczenia na wypadek zdarzenia awaryjnego – blackoutu, ponieważ posiadają one strategiczną, niespotykaną w innych źródłach wytwórczych możliwość samostartu, dzięki czemu mogą służyć jako źródło rozruchowe dla sieci krajowej.

Osobną kategorią jest przydomowa elektrownia wodna, w przypadku której mówimy o mocach rzędu kilku kilowatów.