| A vízenergia |
A Föld felszínére zúduló napsugárzás energiájának egy része a természetben a víz állandó körforgását eredményezi. Az ezt fenntartó energia szinte teljes egészében a párolgás-lecsapódás energiaigényét fedezi, de ez az energiamennyiség az ember számára sajnos hozzáférhetetlen. Azt az energiát viszont, amelyet a vízesések, a hegyi patakok vagy a folyók nyújtanak amikor vizük a magasabb helyről az alacsonyabb helyre áramlik, az emberek már régóta felhasználták különbözõ munkák végzésére, emberi vagy állati erők helyettesítésére.
Az első "vízi-erőművek" a római birodalom utolsó évszázadaiban, a III-IV. században építették. Jellemzően főként a gyarmatokon telepítették őket, mivel Itáliában bővében voltak az olcsó munkaerőnek. Ezek a kerekek alulcsapott rendszerűek voltak, így a víznek csak a mozgási energiáját hasznosították. A továbblépést a felülcsapott kerekek jelentették, amik már döntően a helyzeti energiát hasznosították, és lehetővé tették a vízenergia ipari célú felhasználását is, főként kovácsoló üzemekben, fűrésztelepeken, papírmalmokban. A víz nyomási energiáját a sugárcsöves turbinák használják ki, amiket főleg a nagyesésű, hegyvidéki erőművekben alkalmaznak. A gőzgép feltalálása egy időre feledtette a vízgépeket, de felhasználásuk kézenfekvõségét jelzi, hogy 1893-ban megépült az első modern vízerőmű a Niagarán, mégpedig villamos áram termelésére. Korunk vízturbinái egyenként is több száz megawattóra energiát termelnek, így csoportos alkalmazásukkal igen komoly energiaforrást jelentenek. A gazdaságossággal magyarázott gigantománia egyre nagyobb egységteljesítményû vízerőművek építését követeli, ezek viszont hihetetlen mennyiségű föld megmozgatását, több millió köbméter vasbeton beépítését igénylik. Mindezt óriási költségekkel, nem meglepő tehát, hogy a vízenergia kihasználása - a kedvezõ adottságok ellenére is - csak a gazdaságilag fejlett országokra, illetve igen tőkeerős társaságokra jellemző.
Más a helyzet viszont az ú.n. közepes- vagy kis vízi erőművek esetében, amelyekből talán a legtöbb van a világon, így Európában is. Ezek az erőművek kisebb-nagyobb vízfolyásokra épülnek, duzzasztással vagy egyszerűen átfolyással termelnek villamos energiát. Beruházási költség igényük ezeknek is jelentős, de arányaiban jóval kisebb mint az óriás erőműveké. Európában, de közvetlen szomszédunknál Ausztriában is számos példa van rá, hogy önkormányzatok, kisebb-nagyobb gazdaságok, cégek vagy magánszemélyek, saját igényeik kielégítésére ú.n. törpe vízerőműveket építenek, és üzemeltetnek. A saját fogyasztáson túli fölösleget pedig az országos hálózatba táplálják be, amelyet az érvényben lévő törvények szerint az áramszolgáltató cégek átvesznek, és a mindenkor érvényes tarifák szerint fizetnek ki. Ezek az erőművek általában kis teljesítményûek, kb. 100-200 kW-ot produkálnak, a helyi igényeket viszont bőven kielégítik.
Egyik legfejlettebb technikai megoldás a szivattyús-tározós erőmű, amely az energiaigények hullámzását egyenlítheti ki. Napközben termelt áramával vizet szivattyúznak fel egy magasan elhelyezkedő tározóba, majd az esti csúcsfogyasztások idején a vizet az erőmű turbináira visszaengedve áramot termelnek, amit ekkor már az elektromos hálózatba táplálnak. A világban mintegy 200 ilyen erőmű működik, és az energiagazdálkodásban egyre nélkülözhetetlenebbek.
Mozgó víz azonban nemcsak a szárazföldeken található, hanem az óceánokban és a szárazföldek partjain is. A legismertebb óceáni áramlás a Golf-áramlat, mely energiájának lehorgonyzott alulcsapó vízikerekekkel történõ kiaknázására több terv is készült. A megvalósításukra azonban nincs túl sok remény, ugyanúgy mint annak a tervnek, ami a Gibraltári-szorost kívánta egy gáttal és erõmûvel elzárni, azért, hogy a Földközi tengerbe áramló óceáni víztömegek energiáját hasznosítsa.
Több sikerrel kecsegtetnek azok a tervek, amelyek a tengerek hullámzásának energiáját próbálják kinyerni. Az eszköz lehet vízikerék, csuklósan összekapcsolt úszók, melyek a relatív elmozdulások energiáját hasznosítják, és még sok egyéb is. Sikereket egyelőre csak nagyon kis teljesítmények esetén értek el. Az ilyen szerkezetek pl. úszó bóják áramellátását képesek megoldani.
A víz mint közvetítõ játszik szerepet az árapály-erőművek esetében, mivel itt inkább a Hold gravitációs energiájának kiaknázása történik. A tengervíz szintjének változása az óceánokban átlagosan kb. egy méter, ez egy erőmű számára nem túl sok, azonban vannak helyek a világon, ahol a szárazföldek elhelyezkedése miatt ez jóval nagyobb. Kanada északi részein néhol 15 méter, Anglia és Franciaország partjainál egyes helyeken 13-14 méter a különbség. Ehhez már csak egy kevés földmunkával kialakítható öböl, vagy könnyen elzárható nagyobb folyótorkolat szükséges, ahová a víz beáramolhat illetve ahonnan kiáramolhat, miközben a turbinákat hajtja. A világon ilyen hely sajnos mindössze egy tucat van, így a kiaknázható energia csak kb. 100.000 MW. Összehasonlításképpen ez majdnem megegyezik 230 db paksi típusú atomreaktor-blokk teljesítményével. Nem véletlen tehát, hogy már 1910-ben építettek egy ilyen elven működő erőművet Németországban 3 MW teljesítménnyel. Az első igazán nagyméretû árapályerőmű a franciaországi Rance folyó torkolatában épült, melyben a 13 méteres apály-dagály szintkülönbséget 24 darab, mindkét irányú vízáramlást hasznosító turbina található. Az erőmű teljesítménye 240 MW. 1000 MW teljesítményt produkál egy Dél-Amerikai erőmű 50 db turbógenerátora, ennél azonban a szintkülönbség csak kb. 5 méter, viszont az áramló víz tömege jóval nagyobb.
Hazánkban a vízenergia felhasználása a múlt század végéig az egyik alapvető energiatermelési mód volt, különösen a malomiparban. Az ország akkori területén (1885-ben) egy felmérés szerint 22647 vízikerék és 99 turbina üzemelt. A századfordulón néhány vízimalmot törpe vízerőművé alakítottak át, amelyek már csak áramot termeltek. Ilyenek voltak a Gyöngyösön, a Pinkán, a Kis-Rábán, késõbb pedig a Repcén a Lajtán és a Séden. A ma üzemelő 100 kW-nál kisebb teljesítményű vízerőművek több mint fele a második világháború előtt épült. 1953-tól az áramellátási problémák miatt ismét előtérbe kerültek a hazai kis vízfolyások vízerő-hasznosítási kérdései. Párhuzamosan folyt az országos hálózatra dolgozó, illetve az egy-egy település önálló villamosenergia-ellátását biztosító törpe vízerőművek létesítése. 1960-ig a jó karban lévõ vízimalmok többségét átalakították, ezután azonban újabbak már alig létesültek.
Magyarország műszakilag hasznosítható vízerő-potenciálja kb. 1000 MW, melyből kinyerhető energia a teljes hasznosítás esetén 7000-7500 millió kWh. Ehhez képest a helyzet az, hogy a Dunán jelenleg nincs, és a belátható jövőben valószínűleg nem is lesz villamos energia termelésére alkalmas létesítmény, a Tiszán két erőmû található, a tiszalöki és a kiskörei, 11,5 ill. 28 MW beépített teljesítménnyel, a Dráván jelenleg nincs erőmű. A Rábán és a Hernádon, illetve ezek mellékfolyóin üzemel a hazai kis- és törpe vízerőművek döntő többsége.
A vízenergia hasznosítása, a kis- és törpe vízerőművek felújítása vagy újak építése elsősorban helyi és hosszú távú érdekeket szolgál. A saját erőmű tulajdonosa, legyen az önkormányzat, magánszemély vagy társaság, bizonyos mértékben függetleníti magát az energiaszolgáltatóktól, így az esetleges árváltozásoktól is. Figyelembe kell venni azonban a jelenleg érvényben lévő rendeleteket, törvényeket. Igaz az, hogy a független erőmű felajánlhatja az áramszolgáltatóknak a felesleges energiáját, amit az köteles átvenni, az érvényesíthető ár azonban kérdésessé teheti a gazdaságosságot. A beruházás megtérülését nagyban veszélyeztetheti a vízkészlethasználati díj, aminek 1993.-évi 250-szeresére való emelése valószínűleg az összes befektetni szándékozót messzire űzi a kis erőművek környékéről.
Úgy tűnik tehát, hogy Magyarországon a vízenergia-felhasználás jelentős bővítésének nincs nagy jövője.
|
|
|
|