Austrijas pieredze jaunu tehnoloģiju ieviešanā

Oļegs Linkevičs, AS "Latvenergo" Pētniecības un inovāciju funkcijas Attīstības daļas vadītājs

AS "Latvenergo" dalība elektroenerģijas un siltumenerģijas ražotāju asociācijā VGBE ļauj iegūt informāciju, kā inovatīvos tehnoloģiju risinājumus ievieš citos Eiropas energouzņēmumos. Šoreiz ieskats Austrijas Verbund AG pieredzē, kur  uzkrātas plašas zināšanas elektrolīzeru un elektrisko akumulatoru bateriju ekspluatācijā. Šis ir inovāciju virziens, kas interesē arī mūsu uzņēmumu saistībā ar plānoto ūdeņraža pilotprojektu TEC -2 un elektrisko bateriju projektiem ražotnēs TEC-1 un Rīgas HES.

Vācijas koncerns LEAG informēja par plānoto kombinētā cikla (CCGT) elektrostaciju Jänschwalde ar H klases gāzes turbīnu (elektriskā jauda 900 MW). Šīs stacijas kompleksā ir paredzēti arī ūdeņraža iegūšanas moduļi, siltumenerģijas akumulatori, kā arī vēja (40 MW) un saules (100 MW) parki. Izmantojot atjaunīgās enerģijas avotos (AER) iegūto elektroenerģiju, ir paredzēts darbināt elektrolīzera iekārtas (660 kg/h) un siltumenerģijas krātuvi (1 GWh), kurā ar elektrisko sildītāju līdz 1000 ºC uzkarsēts gaiss uzsildīs cietvielas blokus, kuri pēc tam uzkrāto enerģiju atdos ūdenim, to pārvēršot tvaikā. Tas nodrošinās papildu 60 MW elektrisku jaudu tvaika turbīnai. Daļa no elektrolīzerī iegūtā ūdeņraža (ap 594 kg/h) tiks sajaukta ar dabasgāzi (maisījumā H2 īpatsvars būs ap 1,5-2 % pēc tilpuma) un sadedzināta gāzes turbīnā. Pārējā daļa (66 kg/h) tiks piegādāta ārējiem klientiem. Elektrostacijas būvniecību ir paredzēts uzsākt 2026. gadā, bet komerciālu ekspluatāciju – 2029. gadā. 

Austrijas uzņēmumi EVN un Verbund AG kopā ar citiem partneriem realizē pasaulē pirmo sezonālas enerģijas krātuvi 100 % ūdeņraža glabāšanai iztukšotā dabasgāzes atradnē. Projekts Pazemes saules krātuve 2030, kuru finansē Austrijas klimata un enerģētikas fonds, ir nodots ekspluatācijā. Ūdeņraža iegūšanai ir uzstādīts 2 MW elektrolīzers, kura darbināšanai izmanto saules enerģiju. Krātuves ietilpība ir salīdzinoši neliela – 8 GWh. Salīdzinājumam, Latvijas uzņēmums Conexus Baltic Grid pēta 10 TWh lielas pazemes ūdeņraža krātuves izveidi Latvijā.

Uzņēmums Uniper pēc Vācijas valdības uzaicinājuma veica izvērtējumu par zaļā ūdeņraža uzglabāšanas lietderīgumu. Sākotnēji pārveidojot vēja un saules parku ražoto elektroenerģiju ūdeņradī, uzglabājot to pazemē, pēc tam ir iespējams to izmantot elektroenerģijas ražošanai. Tika konstatēta šo pārveidojumu zema efektivitāte (20 %-30 %), kā arī virkne problēmu. Veicot līdzīgus aprēķinus, mēs Latvenergo esam nonākuši pie līdzīga secinājuma. 

CEZ GROUP stratēģija ir līdz 2030. gadam palielināt elektroenerģijas izstrādi kombinētā cikla elektrostacijās no 3,2 līdz 10 TWh, vienlaicīgi samazinot ogļu TES elektroenerģijas ražošanas apjomus no 18 līdz 6,5 TWh. Visos CCGT blokos ir paredzēta ūdeņraža līdzdedzināšana.  Izbūvējot līdz 6 GW AER jaudas, pārsvarā saules parkus, CEZ palielinās AER izstrādi no 1,3 līdz 6,4 TWh. Tomēr uzņēmuma ģenerācijas portfeļa pamatu veidos atomelektrostacijas, kas saražos 32 TWh. Līdz 2040. gadam CEZ plāno uzbūvēt mazās jaudas modulārus kodolreaktorus (SMR) ar kopējo jaudu līdz 1000 MW, kā arī jaunu lieljaudas AES Dukovany.  Kopš 2019. gada Tusimice elektrostacijā darbojas 3 MW / 2,8 MWh elektriskā akumulatoru baterija, kas nodrošina frekvences noturēšanas (FCR) rezervi. Kopumā CEZ plāno uzstādīt elektriskos uzkrājējus ar jaudu līdz 300 MW. 

Vācijas uzņēmums GKM no Manheimas prezentēja lieljaudas siltuma sūkņa projektu, kurā kā latento siltumu ir paredzēts izmantot Reinas ūdeni (14 ºC  ieejas un  11 ºC  izejas temperatūra vasarā). Kompresora tipa siltuma sūkni piegādās uzņēmums Siemens Energy. Siltuma sūknis patērēs apmēram 6,8 MW elektrisko jaudu kompresora piedziņai un ražos 20 MW siltuma (temperatūras 93 ºC – turpgaitas un  63 ºC – atpakaļgaitas). Pārveidošanas koeficients (COP) ir ap 2,7. Siltuma sūkni ir paredzēts darbināt kombinācijā ar siltuma akumulatoru. Nodošana ekspluatācijā ir paredzēta 2023. gada oktobrī. 

Dānijas uzņēmums Ørsted savā šķeldas koģenerācijas stacijā Hőrneborgsverket, kas atrodas  Zviedrijā, plāno ražot 50 000 tonnu metanola. Šim nolūkam ir paredzēts iegādāties firmas Siemens Energy protonu apmaiņas membrānu (PEM) elektrolīzerus 4 x 17,5 MW, iekārtas CO2 uztveršanai no biomasas dedzināšanas dūmgāzēm, kā arī iekārtas metanola ražošanai.  

Austrijas uzņēmums Verbund AG prezentēja augstas temperatūras elektrolīzera projektu HOTFLEX, kuru realizēja kombinētā cikla elektrostacijā Mellach. Uzņēmuma Sunfire 150 kW cietā oksīda augstas temperatūras iekārtas var strādāt elektrolīzeru režīmā (SOEC), ražojot ūdeņradi un degvielas šūnas režīmā (SOFC), ražojot elektroenerģiju. Mellach CCGT ir izmēģināta ūdeņraža sajaukšana ar dabasgāzi un dedzināšana gāzes turbīnā. 

Wallsee-Mitterkirchen hidroelektrostacija uz Donavas upes darbojas kopš 1969. gada. Tajā uzstādīti seši Kaplāna tipa hidroagregāti ar kopējo elektrisko jaudu 210 MW, kas saražo ap 1,3 TWh elektroenerģijas gadā. Ikdienā hidroelektrostacija darbojas bez operatīvā personāla, bet tā vadība tiek veikta centralizēti no citas lielas hidroelektrostacijas Vīnē. HES Wallsee-Mitterkirchen uzņēmumam Verbund AG ir izmēģinājumu poligons dažāda veida inovācijām. Blakus HES ir uzbūvēts 1,7 MW saules parks, kas sastāv no 3780 saules paneļiem un ik gadu saražo 1,9 GWh elektroenerģijas.  2021. gadā ir uzstādīta elektromobiļu ātrās uzlādes stacija, kur to uzlādei izmanto arī saules enerģiju. Saules paneļu sistēma ir aprīkota ar sekošanas sistēmu, kas zināmā diapazonā var mainīt paneļu leņķi.

Pieredzes gūšanā lielu interesi izpelnījās litija jonu elektrisko akumulatoru bateriju sistēma (BESS – battery electric storage systems), kas ir uzstādīta blakus Wallsee-Mitterkirchen hidroelektrostacijai. 2020. gada oktobrī projekta Blue Battery ietvaros ekspluatācija tika nodota BESS sistēmai, kas sastāv no 5 moduļiem (jūras konteineri) ar uzstādīto jaudu 10 MW (tiek darbināti ar jaudu 8 MW), un ietilpību 14 MWh. Kopējās investīcijas projekta īstenošanā bija ap 7,5-8 MEUR. Elektriskās baterijas kopā ar hidroagregātiem nodrošina frekvences noturēšanas pakalpojumu (FCR) pakalpojumu Austrijas pārvades sistēmas operatoram. BESS un hidroagregātu automātiskās vadības sistēmas ir saskaņotas. Īsāka termiņa svārstības nodrošina BESS, bet lielākas svārstības pēc tam sedz hidroagregāti. BESS uzstādīšana ļāva samazināt hidroagregātu nodilumu un pagarināt to darba mūžu.