Najveći potencijal za daljnji razvoj energetike u Hrvatskoj nema ni vjetar, ni sunce, ni voda, ni prirodni plin, ni nafta, ni metan iz svinjskog izmeta, nego - razlika nadmorskih visina. Visinske razlike iskorištavaju takozvane reverzibilne ili pumpne hidroelektrane pa u Hrvatskoj posljednjih mjeseci traje pravo nadmetanje projekata za ulaganja u te energetske objekte.
Obnavljaju se i pojačavaju postojeće reverzibilne elektrane, traže se investitori za nove, iz ormara se vade brda gotove dokumentacije za davno razrađene pa zaboravljene projekte, a sve to prati veliki interes stručnjaka.
Tako je u drugoj polovici lipnja i Hrvatska akademija znanosti i umjetnosti organizirala stručno savjetovanje na kojem su vodeći hrvatski eksperti pokazali zašto reverzibilne hidroelektrane odjednom postaju tako važne i iznijeli su dragocjena hrvatska iskustva s tim elektranama, ali su ukazali i na manjkavosti u propisima te vrednovanju i plaćanja njihovih usluga.
Reverzibilne (pumpne, crpne) hidroelektrane koriste vodu iz dviju hidroakumulacija, jedne na manjoj, i druge na većoj nadmorskoj visini. Kad se u elektroenergetskom sustavu pojave viškovi električne energije, jer je potrošnja niža, te hidroelektrane pumpaju vodu iz donjeg jezera u gornje.
Viškovi struje
A kad tijekom dana potrošnja struje poraste, crpne hidroelektrane puštaju vodu iz gornjeg jezera preko svojih turbina u donje jezero i proizvode struju. Tako dovode u ravnotežu proizvodnju i potrošnju električne energije. Pritom reveribilne hidroelektrane ukupno troše više struje nego što je proizvode, no njihov je rad ipak i ekonomski opravdan budući da su viškovi struje jeftiniji (ponekad čak i potpuno besplatni), dok je struja na vrhuncu dnevne potrošnje skuplja.
Najveća je važnost reverzibilnih hidroelektrana u tome da su one jedine sposobne pohraniti doista velike količine proizvedene energije u trenucima kad je nema tko potrošiti, a klasične elektrane poput nuklearnih i ugljenih nastavljaju raditi jer se ne mogu ugasiti, ili kad hidroakumulacijama zbog prevelikog prirodnog dotoka prijeti prelijevanje vode i bacanje energije.
Ali, ono što pumpnim hidroelektranama daje novu i još važniju ulogu, jest balansiranje proizvodnje i potrošnje kad se u elektroenergetski sustav uključuje sve više takozvanih obnovljivih izvora, prvenstveno vjetroelektrana i solarnih elektrana. Njihovu proizvodnju nije moguće posve precizno predvidjeti, ona je promjenjiva već prema tome puše li vjetar i sije li sunce, a time čovjek ne može upravljati.
No uloga reverzibilnih hidroelektrana ne iscrpljuje se ni spremanjem viškova noćne struje iz vjetroelektrana.
Poremećaji napona
Prema političkoj odluci pretočenoj u zakone, obnovljivi izvori imaju apsolutnu prednost u energetskom sustavu i mreža mora preuzeti njihovu struju uvijek kad se ona proizvodi.
No neprekidno kolebanje proizvodnje iz takvih izvora izaziva u dalekovodima poremećaje napona i frekvencije koji bi, ako se ne bi gotovo trenutno ispravili, izazvali kvarove na uređajima i motorima koji rade na struju.
Reverzibilne hidroelektrane mogu brzo i učinkovito ispravljati takve poremećaje. Njihovo postojanje je, zapravo, uvjet da se u proizvodnju mogu uključivati i obnovljivi izvori veće snage i tako smanjivati emisija stakleničkih plinova. Ali ni to nije sve.
Ako se dogodi slom sustava i u prijenosnoj mreži nestane napona, reverzibilke mogu i bez pomoći drugih izvora započeti proizvodnju i osigurati opskrbu strujom na svojem području, a zatim i u čitavom sustavu.
U stručnoj se literaturi, uz ovdje spomenute, navodi još barem dvadesetak važnih usluga koje reverzibilne HE mogu pružati elektroenergetskom sustavu.
U Hrvatskoj već postoje tri reverzibilne ili crpne hidroelektrane, Fužine (puštena u rad 1957. godine), Lepenica (1985.) i Velebit (1984.) Tijekom 70-ih i 80-ih godina prošlog stoljeća razvijani su i do različite razine dovršetka dovedeni i projekti Vinodol, Borovik, Mosor i Senj.
Milijarde eura
Za Vinodol i Borovik već su izgrađene donje akumulacije, Mosoru bi kao donji bazen služilo uređeno korito rijeke Cetine, a Senj bi se kao donjom akumulacijom koristio dograđenim bazenom Gusić polje.
No zainteresirane investitore traže i posve novi krupni projekti poput reverzibilne hidroelektrane Medvednica, kojoj bi kao donja akumulacija poslužio bazen nove protočne hidroelektrane Prečko, zatim Korita također nad rijekom Cetinom i Vrdovo na Dinari, kojemu bi donja akumulacija moglo biti jezero postojeće HE Peruća.
Kad bi se svi ti stari i novi projekti realizirali, bilo bi to za proizvođače opreme, građevinare i državni proračun poslovi ukupno vrijedni nekoliko milijardi eura!
Kako izgleda i kako radi reverzibilna hidroelektrana može se vidjeti nedaleko od Obrovca, na rijeci Zrmanji.
Vozači i putnici koji se starom cestom spuštaju s Velebita prema Obrovcu proći će ispod goleme sive cijevi položene na planinske obronke. Niz tu cijev se vode s Gračačke visoravni, iz rječica Ričice, Opsenice, Otuče i Krivaka, te akumulacijskih jezera Štikade i Opsenice, kroz osam kilometara tunela i cijevi, s visine od 549 metara obrušavaju na lopatice dviju turbina smještrenih na dnu golemog betonskog “bunara” 60 metara ispod zemlje i gotovo 40 metara ispod razine mora.
Dvije turbine i dva generatora glavni su strojevi RHE Velebit, koja je u stanju pad proizvodnje struje iz vjetroelektrana nadomjestiti u prijenosnoj mreži za manje od pet minuta.
Kompenzacijski rad
Ali velebitski generatori koje je prije 30 godina sagradio zagrebački Končar, i turbine koje je proizvela austrijska podružnica njemačkog Voighta, nisu samo za proizvodnju struje: oni su istovremeno i elektromotori i pumpe. Vodu koja se s Gračačke visoravni slijeva niz planinu u akumulaciju načinjenu na rijeci Zrmanji oni su u stanju iz te donje akumulacije pumpati natrag na velebitsku visoravan u gornje akumulacije.
Prošle godine RHE Velebit je radio u turbinskom modu i proizvodio struju 2500 sati, a 700 sati je pumpao vodu natrag na planinu.
Upravo je to pumpanje vode osiguravalo pravilan rad hrvatskog 400-kilovoltnog dalekovoda koji predstavlja kičmu elektroenergetskog sustava zemlje i koji Hrvatskoj omogućava uvoz, izvoz i međunarodni transport struje.
Kako na taj dalekovod nije priključen ni jedan potrošač osim reverzibilne hidroelektrane Velebit, kada u njemu napon prekomjerno poraste, samo Velebit svojim radom “u prazno” može napon vratiti unutar zadanih parametara, u takozvanom kompenzacijskom radu.
Lani je tako RHE Velebit kao sinkroni kompenzator radio 3500 sati i za tu uslugu je od Hrvatskog operatora prijenosnog sustava ubrao pozamašnu naknadu (točan iznos je poslovna tajna).
No još značajnija usluga koju pruža RHE Velebit je usluga tercijarne regulacije za uravnoteženje elektroenergetskog sustava. To je usluga usklađivanja proizvodnje i potrošnje, te popravljanja napona i frekvencije, unutar 15 minuta. Zašto te usluge postaju za Hrvatsku sve značajnije?
S oko 340 megavata u vjetroelektranama u Hrvatskoj, RHE Velebit se lani morao pokretati oko 220 puta da bi spremao višak struje iz tih elektrana pumpajući vodu iz Zrmanje na Gračačku visoravan. A na hrvatsku mrežu uskoro će biti priključeno još 400 megavata iz vjetra.
Istovremeno, kako je na nedavnom savjetovanju u HAZU-u otkrio direktor HEP-ova Sektora za pripremu proizvodnje Nenad Švarc, termoelektrana na ugljen u Plominu, premda je njezina struja daleko jeftinija od one iz vjetroelektrana, u prvih pet mjeseci ove godine nije iskoristila čak 11 posto svojih proizvodnih kapaciteta.
No kako je u HAZU-u pokazao Mladen Zeljko iz Instituta Hrvoje Požar, proizvodnja struje iz vjetroelektrana u Hrvatskoj jako varira. U subotu 17. siječnja ove godine, kada je najveća potrošnja u šest sati navečer bila gotovo 2400 megavatsati (MWh), vjetroelektrane su davale više od deset posto ili 250 MWh.
Snažne oscilacije
Mjesec dana poslije, u subotu 14. veljače, vjetra uopće nije bilo i proizvodnja iz vjetroelektrana bila je praktički nula. Između te dvije krajnosti tipičan je bio i utorak 3. veljače kada su do pet sati ujutro svi vjetroparkovi posve mirovali, ali onda se odjednom vjetar podigao i pojačao, i do ponoći kontinuirano proizvodio 200 MWh.
Tako snažne oscilacije proizvodnje iz obnovljivih izvora, koji po zakonu imaju apsolutnu prednost uključivanja na mrežu, stavljaju proizvođače struje, operatore prijenosnog sustava i isporučitelje struje na teške muke. Sve im je teže usklađivati proizvodnju i potrošnju te održavati kvalitetu struje u mreži. Ali zato su sve veće potrebe za energetskim pomoćnim uslugama hrvatskim poduzetnicima naglo stvorile i sjajne poslovne prilike.
Početkom 80-ih godina prošlog stoljeća RHE Velebit bila je jedna od samo pet reverzibilnih hidroelektrana u cijeloj Europi, rekao nam je njezin direktor Nikša Vrkić. U nju je uloženo današnjih 600 milijuna eura, a gradili su je divovi koji su s vremenom nestali ili danas još jedva životare: Industrogradnja, Konstruktor, Hidroelektra, Pomgrad, Geotehnika, Brodosplit, Litostroj, Metalna...
Njezin sustav obuhvaća 300 četvornih kilometara i pravo je inženjersko i graditeljsko remek-djelo. Europsko udruženje građevinskih inženjera uvrstilo je RHE Velebit u graditeljsku baštinu Europe. Može li se ta blistava povijest danas barem donekle ponoviti?
U podzemlju RHE Velebit jedan je generator danas posve “raskopan”, a rotor težak 220 tona podignut je i izvučen na razinu zemlje. U obnovu i osuvremenjivanje elektrane Velebit HEP će do 2019. uložiti 70 milijuna kuna. Uskoro kreće i revitalizacija crpne elektrane Fužine vrijedna 19 milijuna kuna.
No najveći posao za hrvatske izvođače radova i proizvođače opreme bila bi gradnja pumpne hidroelektrane Vinodol. U nju bi vode Gorskog kotara mogle padati s visine veće od 750 metara, cijeli sustav mogao bi davati 1700 gigavatsati regulacijske energije godišnje, a investicija bi dosezala milijardu i 400 milijuna eura. Veći dio tog novca mogla bi ubrati hrvatska poduzeća.
Za PHE Vinodol zagrebački Elektroprojekt izradio je 1980. velik dio potrebne tehničke dokumentacije, obavljeni su istražni radovi i sagrađena prva faza donjeg jezera. Svi su objekti uneseni u prostorne planove, imaju podršku lokalnog stanovništva i izvan su zaštićenog područja Natura 2000.
Obilje izvrsnih lokacija
RHE Vinodol mogao bi u svoj sustav uključiti postojeće akumulacije Gorskog kotara Lokvarku, Lepenicu i Bajer, te infrastrukturu uz postojeću hidroelektranu Vinodol. Ali postoje i krupne zapreke realizaciji tog i sličnih projekata. Najveća je u nedovoljnoj razlici cijena “noćne” struje i struje kod vršnih opterećenja. Zapreku bi mogao predstavljati i hrvatski Zakon o vodama po kojem je sva voda u zemlji državno vlasništvo.
No, u svakom slučaju, obilje izvrsnih lokacija za crpne hidroelektrane velika je hrvatska ekonomska prednost i krupan energetski potencijal. Bilo bi šteta priliku za gradnju takvih elektrana i prodaju njihovih skupih usluga u europskoj energetskoj uniji posve prepustiti Austrijancima, Švicarcima i Portugalcima.