Šiuo metu 30 pasaulio šalių elektrą gamina 436 branduoliniai reaktoriai, o 14 valstybių yra statomi dar 65 nauji branduoliniai reaktoriai.
Trylikoje valstybių atominės elektrinės pagamina daugiau kaip ketvirtį elektros energijos. 2011 metais Prancūzijoje 77,7 proc. elektros energijos buvo pagaminta branduolinėse jėgainėse. Tiek būdavo pagaminama ir Lietuvoje, kol veikė Ignalinos AE. Belgijoje ir Slovakijoje atominėse elektrinėse pagaminta elektra sudaro 54 proc., Ukrainoje – 47 proc., Vengrijoje, Slovėnijoje ir Šveicarijoje per 40 proc., Čekijoje ir Bulgarijoje – 33 proc. Mūsų kaimynai švedai atominėse elektrinėse pagamina 40 proc., o suomiai 32 proc. elektros energijos.
Pasaulyje skaičiuojamos keturios branduolinių reaktorių kartos. Pirmosios kartos reaktoriams priskiriami visi pirmieji prototipiniai reaktoriai, pastatyti nuo 1950 iki 1960 metų. Iki šiol veikia tik vienas dirbantis I kartos reaktorius. Jis veikia Velse, Didžiojoje Britanijoje. Jo veikimas pratęstas iki šių metų pabaigos.
II kartos reaktoriai priklauso komercinių reaktorių klasei, kuriems buvo keliamas ekonomiškumo ir patikimumo uždavinys. Tipinis tokių reaktorių veikimo laikas – 40 metų. II kartos reaktoriai pradėjo veikti po 1960 metų. Tai populiariausi suslėgtojo vandens (PWR) ir verdančiojo vandens (BWR) tipų reaktoriai, kurių veikiančių visame pasaulyje yra per 400.
III kartos reaktoriai yra natūralus antrosios kartos reaktorių vystymo ir tobulinimo rezultatas, ypač didelį dėmesį skiriant pasyvioms, pagal amžinus fizikinius dėsnius veikiančioms saugumo sistemoms, veikimo ilgaamžiškumui (60 metų) ir patikimumui.
Šiuo metu pasaulyje veikia keturi trečios kartos reaktoriai. Visi jie yra pažangieji verdančiojo vandens reaktoriai ABWR. Visagino AE numatytas statyti dar saugesnis japonų firmos „Hitachi“ ir JAV kompanijos GE ABWR tipo reaktorius, priklausantis III+ kartai. Per dvidešimt III+ kartos reaktorių yra numatyta statyti JAV.
IV kartos branduoliniai reaktoriai yra ateities reaktoriai. Jie pagamins daugiau branduolinio kuro, negu patys sunaudoja, bus taikomi aukštų temperatūrų gavimui, vandenilio energetikai. Jų pasirodymas komercinėje rinkoje planuojamas po keleto dešimtmečių, o kad branduolių sintezės reaktorius gamintų elektros srovę, ekspertų nuomone, teks laukti 50 metų.
Atsinaujinančių energijos šaltinių vystymas
Atsinaujinančių energijos šaltinių vystymasis apima tris įrenginių kartas. Pirmosios kartos technologijos atsirado industrinės revoliucijos metu ir baigėsi XIX a. pabaigoje. Jos apėmė hidroenergiją, biomasės deginimą, geoterminę energiją. Šios technologijos yra gana plačiai naudojamos ir dabar.
II kartos technologijos apima saulės energijos naudojimą šildymui ir šaldymui, vėjo energiją, saulės energijos fotovoltinius įrenginius. Būtent jie dabar ir įsitvirtina rinkoje.
III kartos atsinaujinančių energijos šaltinių technologijos yra iki šiol dar vystymo stadijoje ir apima pažangųjį biomasės dujofikavimą, biorafinavimo technologijas, saulės šiluminės energijos koncentravimą, sausų uolienų geoterminę energiją ir vandenynų energiją.
Fotovoltinės celės dar vadinamos saulės celėmis, paverčia šviesą į elektrą. Labai saulėtuose pasaulio regionuose fotovoltiniai įrenginiai yra perspektyvūs. Didžiausi fotovoltinių įrenginių gamintojai pasaulyje yra Kinija, Kanada, Italija, Vokietija, Ukraina ir Ispanija.
Vėjo energijos gamyba – nepastovi
Vėjo greitis nėra pastovus. Jis kinta nuo nulio iki uraganinio greičio. Tai reiškia, kad vėjo jėgainės negamina to paties elektros energijos kiekio visą laiką. Būna laikotarpių, kai jos visai negamina elektros. Tai galima pamatyti patyrinėjus, kaip elektros energiją gamina Lietuvoje pastatytos vėjo jėgainės.
Jų darbas labai gerai matomas elektros energijos perdavimo sistemos operatoriaus „Litgrid“ tinklalapyje, skyrelyje ,,Vėjo elektrinių gamyba“.
Šis operatorius valdo elektros energijos srautus Lietuvoje ir palaiko stabilų visos elektros energetikos sistemos darbą. Pavyzdžiui, matome, kad praėjusį sekmadienį, balandžio 22 dieną, vėjo jėgainės nuo 4 valandos ryto iki 14 valandos iš esmės ilsėjosi. Tačiau balandžio 2 dieną kelias valandas nuo 12 val. iki 16 val. jėgainių galia buvo pasiekusi 150 MW.
1 paveiksle parodytas prognozuojamas ir faktinis vėjo elektrinių galių kitimas laikotarpiu nuo balandžio 1 dienos iki balandžio 23 dienos.
1 pav. Faktinė ir prognozuojama vėjo elektrinių gamyba nuo šių metų balandžio 1dienos iki 23 dienos (šaltinis http://www.litgrid.eu).
Kai kurie energetikai tokią netolygią energijos gamybą laiko energetinėmis šiukšlėmis, nes labai sunku išlyginti sistemos apkrovimą, kai kinta vėjo greitis. Panašų energijos gamybos charakterį turi ir fotovoltiniai elektros gamybos įrenginiai.
Vokietijoje vėjo jėgainių pristatyta dešimtys tūkstančių, todėl ir gaminama galia yra šimtą kartų didesnė. Šioje valstybėje dar didesnės vėjo elektrinių gamybos fliuktuacijos: nuo nulio iki 15 tūkstančių megavatų. Nesiimant galios kompensavimo priemonių, elektros tinklus dėl perkrovų ištiktų avarijos.
2 paveiksle parodyta visos Vokietijos vėjo elektrinių (žalia spalva) ir fotovoltinių įrenginių (geltona spalva) gamyba 2010 metų sausio mėnesį, o 3 paveiksle – liepos mėnesį.
2 pav. Vokietijos vėjo elektrinių (žalia spalva) ir fotovoltinių įrenginių (geltona spalva) elektros gamyba 2010 metų sausio mėnesį.
Palyginus 2 ir 3 paveikslus matyti, kad vasarą didelė dalis alternatyvios energijos Vokietijoje pagaminama fotovoltiniuose įrenginiuose ir visai nedaug jos pagaminama sausio mėnesį. Šie daviniai apima visoje Vokietijoje esančias vėjo ir Saulės jėgaines, todėl teiginys, jog per visą teritoriją elektros gamyba išsilygina, yra neteisingas.
3 pav. Vokietijos vėjo elektrinių (žalia spalva) ir fotovoltinių įrenginių (geltona spalva) elektros gamyba 2010 metų liepos mėnesį.
Saulės energija gaminama tada, kai šviečia saulė, o vėjo energija, kai pučia vėjas. Tarpus tarp generavimo pauzių, kai nėra vėjo ar saulės spindulių turi užpildyti kiti generavimo šaltiniai.
Nei anglį, nei naftą, nei biokurą deginančios elektrinės, nei atominė elektrinė į tokius greitus energijos kitimus reaguoti negali. Lieka vienintelė išeitis – naudoti dujas deginančias elektrines. Taip ir daroma Vokietijoje. Kai vėjo jėgainės generuoja 20 procentų nuo savo didžiausios galios, tada likusi 80 procentų galia generuojama deginant gamtines dujas. Tai pabrangina elektros kainą ir padidina CO2 išmetimus. Analizės rezultatai rodo, kad iš esmės, tai gamtinėmis dujomis varoma energetika su vėjo ir saulės energijos intarpais.
Ji iš esmės nesumažina anglies dvideginio išmetimo ir padidina priklausomybę nuo gamtinių dujų tiekėjų. Padidinus bendrą vėjo ir saulės jėgainių galią, dujų poreikis dar išauga. Vokietija ryžosi tokiam eksperimentui, nes užsibrėžė tikslą tapti pagrindine alternatyvių energijos technologijų eksportuotoja ir taip išvengti ekonominės krizės padarinių. Vokietijos kompanija „Siemens“ yra viena iš didžiausių vėjo jėgainių gamintojų. Danų firma „Vestas“ yra pati didžiausia šių jėgainių eksportuotoja.
O kur dingsta nekompensuota Lietuvos vėjo jėgainių elektros energija, už kurią mes visi brangiau mokame? Ogi pasklinda po plačiąją Rusijos energetinę sistemą, kuriai mes iki šiol priklausome!
