17 971,34 km², co stanowi 5,7% powierzchni

Transkrypt

1 Kaskada dolnej Wisły perspektywą rozwoju energetyki wodnej Krzysztof Sala Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie Alternatywne źródła energii (OZE) stają się obecnie coraz popularniejszymi metodami pozyskiwania energii w Polsce, a także na świecie. Wpisują się w popularyzowane założenia rozwoju zrównoważonego. Jako ekologiczne źródło energii, stanowią konkurencję zarówno dla tradycyjnych metod opartych na procesach spalania, jak również dla energetyki jądrowej. Ponadto Polska zobowiązała się do 2020 roku wykazywać 15% udział energetyki odnawialnej w całkowitym pozyskiwaniu energii. Wśród wielu rodzajów OZE na szczególną uwagę zasługuje energetyka wodna. Energetyka wodna należy do najstarszych i najszerzej wykorzystywanych źródeł odnawialnych na świecie. 1. Potencjał energetyki odnawialnej w województwie Województwo kujawsko pomorskie, leżące w północno centralnej części kraju, stanowi jedno z 16 polskich województw. 30 czerwca 2017 roku województwo liczyło 2,08 mln mieszkańców. Województwo zajmuje obszar ,34 km², co stanowi 5,7% powierzchni Polski. Region leży centralnie w północnej części Polski po obu brzegach Wisły, w jej dolnym biegu. Znajduje się między Pojezierzem Pomorskim i Mazurskim. Całość obszaru województwa kujawsko pomorskiego znajduje się w strefie krajobrazu młodoglacjalnego, ukształtowanego w zlodowaceniu bałtyckim. Osią województwa jest rzeka Wisła, płynąca w obrębie makroregionu. Możliwość eksploatacji ekologicznych źródeł energii jest szansą dla regionu na zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego i poprawy zaopatrzenia w energię terenów o słabo rozwiniętej infrastrukturze energetycznej. Powstawanie w omawianym województwie nowych inwestycji w zakresie odnawialnych źródeł energii (OZE) może przyczynić się również do redukcji emisji CO 2 oraz wpłynąć na oszczędność energii i zwiększenie jej efektywności. Potencjał naturalny województwa stwarza dogodne warunki dla rozwoju energetyki odnawialnej. Obszar Kujaw i Pomorza jest położony w około 80% w dorzeczu Wisły. Największe znaczenie dla regionalnej energetyki ma elektrownia na Wiśle we Włocławku oraz elektrownie zlokalizowane na zaporach: na Zalewie Koronowskim, Smukała i Tryszczyn na Brdzie, Gródek i Żur na Wdzie. Oprócz energetyki wodnej w omawianym województwie w wysokim stopniu wykorzystuje się energię wiatru. Wysoki poziom wietrzności sprzyja opłacalności budowy nowych farm wiatrowych. Jedną z największych siłowni wiatrowych zlokalizowanych na omawianym terenie stanowi powstała w 2008 roku farma w Inowrocławiu. W jej skład wchodzi 16 turbin o łącznej mocy 32 MW. Największa liczba farm wiatrowych znajduje się w powiatach inowrocławskim, włocławskim, radziejowskim i aleksandrowskim. Województwo kujawsko pomorskie, z racji rolniczego charakteru, jest potęgą w zakresie wykorzystywania energetyki biogazowej i biomasowej. W Szarleju (gm. Kruszwica) działa największa biogazownia w Polsce o mocy 3,2 MW. Inne znaczące biogazownie w regionie to elektrownia w Liszkowie (gm. Inowrocław) o mocy 2,1 megawatów oraz w Buczku (pow. Świecki) o mocy 1,67 MW (tab.1). Biogaz, uzyskany z surowców w procesie fermentacji, będzie zasilać generatory prądotwórcze. Wyprodukowana w ten sposób zielona energia elektryczna jest dostarczana do publicznej sieci elektroenergetycznej. Omawiany region posiada wyraźny potencjał w produkcji biopaliw ciekłych i biokomponentów. Tylko w 2015 roku roczna wydajność insta- Tabela nr 1: Największe biogazownie w województwie Lokalizacja Moc w MW Szarlej 3,2 Liszkowo 2,1 Buczek 1,67 Mełno 1,6 Jaromierz 1,0 Brzoza 1,0 Sławkowo 0,4 Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych: (pobrano r.) 18

2 lacji wynosiła 67 mln litrów, co stanowiło blisko 4% produkcji krajowej. Mimo niewielkiej ilości instalacji fotowoltaicznych omawiany region może pochwalić się w tej dziedzinie rekordami. Największa farma fotowoltaiczna w Polsce pracuje od 2015 roku w miejscowości Wygoda w gminie Czernikowo koło Torunia. Inwestycja, wybudowana przez grupę Energia o mocy prawie 4 MW, produkuje rocznie 3,5 GWh energii elektrycznej. Powyższa moc wystarcza na pokrycie zapotrzebowania na energię dla ok gospodarstw domowych i pozwoli na uniknięcie emisji CO 2 w ilości 3 tys. ton, które wytworzono by w przypadku produkcji podobnej ilości energii w elektrowni węglowej. Zestawienie wykorzystania odnawialnych źródeł energii w regionie przedstawia tabela 2. Województwo kujawsko pomorskie ma również szansę na rozwój w zakresie energetyki geotermalnej. Próbnego rozruchu instalacji mieszczącej się na terenie Torunia dokonano pod koniec października 2011 roku. Z odwiertu na głębokości 2,3 km, którego koszt wyniósł ponad 27 mln złotych, trysnęła gorąca woda o wydajności przepływu 320 metrów sześciennych na godzinę. Temperatura wody na powierzchni to 61 stopni Celsjusza. Pierwszy planowany zakład geotermalny miałby powstać w Toruniu na terenie należącym do redemptorystów. Zakład dostarczałby ciepło do Centrum Polonia in Tertio Milenio, które swoim terenem obejmie uczelnię, kościół, aquapark, hotel i spa. Dziennie ma je odwiedzać niemal 1,5 tys. osób, do ich dyspozycji będzie 25 basenów zasilanych gorącymi źródłami. Gorąca woda posłużyłaby także do ogrzania ¼ Torunia. W zakresie energetyki geotermalnej bardzo dobre lub dobre warunki do jej kreowania poza Toruniem występują także w Janikowie, Kruszwicy, Lipnie i Golubiu Dobrzyniu. Tabela nr 2: Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w województwie w 2016 roku Rodzaj instalacji Liczba Moc w MW Miejsce w kraju Elektrownie wodne Farmy wiatrowe Instalacje fotowoltaiczne Elektrownie biogazowe Elektrownie biomasowe i wykorzystujące technologie współspalania Źródło: Opracowanie własne K-P COI w oparciu o Mapę odnawialnych źródeł energii Urzędu Regulacji Energetyki (URE), stan na r. Tabela nr 3: Elektrownie wodne na rzece Brdzie i Wdzie w województwie w 2018 roku Nazwa Lokalizacja Rok powstania Moc w MW Elektrownia Smukałka Bydgoszcz Elektrownia Tryszczyn Tryszczyn Lata 20 XX wieku 3,3 Elektrownia Kujawska Bydgoszcz Lata 20 XX wieku 0,6 Elektrownia Mewat Czersk Polski ,95 Elektrownia Żur Żur ,0 Elektrownia Gródek Gródek ,0 Hydroelektrownia Koronowo Samociążek Źródło: Opracowanie własne na podstawie: (pobrano r.) gigawat.info 2. Perspektywy wykorzystania energetyki wodnej w województwie Rozwój energetyki wodnej w województwie opiera się głównie na wykorzystaniu spadku wód rzeki Wisły, która jest jego najważniejszą arterią wodną. Poza Wisłą, energetyka wodna w regionie na mniejszą skalę wykorzystuje również spadki rzeki Brdy i Wdy. Energetyka wodna na rzece Brdzie i Wdzie opiera się na wykorzystaniu małych elektrowni wodnych, powstałych na początku XX wieku. Obiekty te były poddawane procesom modernizacyjnym w okresie powojennym. Zestawienie funkcjonujących elektrowni wodnych na rzece Brdzie i Wdzie przedstawia tabela 3. Obok istniejących planowana jest budowa kolejnej elektrowni na Czyżkówku, poniżej stopnia wodnego Smukałka. Jednak z uwagi na protesty społeczne jej budowa się opóźnia. Najważniejszą elektrownią wodną pracującą w omawianym regionie jest elektrownia przepływowa we Włocławku. Wybudowana w 1970 roku dysponuje mocą 160,2 MW, a jej średnia produkcja energii elektrycznej wynosi 739 GWh/a. Elektrownia przepływowa we Włocławku miała być pierwotnie tylko częścią większej inwestycji hydrotechnicznej zainicjowanej w okresie międzywojennym. Od lat 60. XX wieku planowano wybudować Kaskadę Dolnej Wisły (KDW), która stanowiłaby ważne ogniwo krajowego pozyskiwania energii z wody oraz istotny śródlądowy szlak wodny. Kaskada Dolnej Wisły miała stanowić zespół zapór wodnych w dolnym biegu Wisły, z których większość byłaby zlokalizowana w miejscowościach województwa kujawsko pomorskiego. Oprócz istniejącej zapory 19

3 Rysunek nr 1: Istniejące i planowane zapory wchodzące w skład Kaskady Dolnej Wisły Źródło: (pobrano r.) we Włocławku w skład inwestycji miałyby wchodzić obiekty zlokalizowane w: Nieszawie (Ciechocinku), Solcu Kujawskim, Chełmnie. Zestawienie miały dopełniać dwie zapory na terenie województwa pomorskiego w Opalenicy i Tczewie oraz w Płocku i Wyszogrodzie na terenie Mazowsza. Problemy gospodarcze lat 70. i 90. XX wieku spowodowały, że poza Włocławkiem pozostałe inwestycje nie zostały zrealizowane i przez wiele lat funkcjonowały jedynie w planach (rys.1). Nieukończona inwestycja okazała się z czasem poważnym problemem. W okresie przemian ustrojowych lat 90. raporty techniczne informowały o nadmiernym przeciążeniu zapory we Włocławku. Zwracała uwagę na przechył zapory, grożący nawet jej zawaleniem i w efekcie klęską żywiołową oraz katastrofą ekologiczną. Zbiornik włocławski przez lata funkcjonowania zgromadził bowiem na swoim dnie około 40 milionów metrów sześciennych groźnych zanieczyszczeń, głównie przemysłowych. Dopiero w 2015 roku kosztem 115 mln złotych ukończono proces modernizacji istniejącej zapory i doraźne jej zabezpieczenie. Dokonana modernizacja nie rozwiązała jednak całkowicie istniejących problemów. Wobec braku kolejnych, planowanych zapór zapora we Włocławku nadal jest narażona na nadmierne obciążenie i przyspieszone zużycie. Oprócz Rysunek nr 2: Lokalizacja zapory Siarzewo Źródło: _gdzie_powstanie_drugi_stopien_wodny_na_wisle.html planów dokończenia budowy pojawiły się propozycje likwidacji istniejącego zbiornika włocławskiego poprzez jego stopniowe spuszczanie. Takie działania mogłyby spowodować uwolnienie spoczywających na jego dnie nagromadzonych od lat szkodliwych związków chemicznych. W związku z narastaniem zagrożenia w latach 90. XX wieku powrócono do planów realizacji pierwotnych pomysłów, jednak bez podejmowania konkretnych decyzji. Decyzje w sprawie kontynuowania nieukończonej inwestycji zaczęły zapadać dopiero kilka lat temu. W sierpniu 2009 roku przedstawiciele Energii SA i Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej podpisali we Włocławku list intencyjny w sprawie budowy tamy na Wiśle w Nieszawie. Towarzysząca zaporze elektrownia mogłaby zapewniać moc od 60 do 100 MW. Plany miały być zrealizowane do roku Koszty budowy szacowano na 2,5 mld zł, a okres zwrotu inwestycji na lat. Ostatecznie do realizacji planów nie doszło. W czerwcu 2012 roku koncern Energia ogłosił, iż z proponowanych pięciu wariantów (Włocławek, Przypust, Nieszawa, Siarzewo I, Siarzewo II) do realizacji wybrano lokalizację Siarzewo II, położoną na 708 kilometrze rzeki (rys. 2). Zapora w tej lokalizacji ma zostać wybudowana pomiędzy lewym brzegiem rzeki a największą wyspą wiślaną Zieloną Kępą. W obecnym czasie jest to najbardziej prawdopodobny scenariusz dalszych losów budowy KDW. Powstała tama składałaby się z elektrowni o mocy ok. 80 MW, połączenia drogowego, jazu, śluzy żeglugowej z miejscami do postoju jednostek pływających i lodołamaczy, przepławki uniwersalnej, przepławki dla ryb łososiowatych, przewału, toru kajakowego i koryta obejścia. Według przyjętego harmonogramu prace budowlane mają rozpocząć się w 2020 roku i zakończyć w 2025 r. Realizacja planowanej tamy nie jest jednak całkowicie pewna z uwagi na możliwe protesty okolicznych mieszkańców czy też ekologów. 20

4 3. Przesłanki i bariery rozbudowy Kaskady Dolnej Wisły Realizacja budowy Kaskady Dolnej Wisły ma za sobą istotne przesłanki, ale zwiążą się z nią też poważne bariery. Wśród głównych przesłanek warto wymienić: ochronę przed skutkami powodzi i suszy, zwiększenie retencji spływu powierzchniowego i umożliwienie nawadniania terenów o największym niedoborze wody w okresie wegetacyjnym (Mazowsze, Kujawy i Wielkopolska), poprawę lokalnych warunków klimatycznych, pobudzenie rozwoju turystyki, umożliwienie połączenia portu w Gdańsku z resztą kraju, złagodzenie problemów transportowych miast, ułatwienie rozwoju gospodarczego terenów nadwiślańskich, poprawę infrastruktury otoczenia, rozwój ichtiofauny. Zwolennicy budowy zwracają uwagę przede wszystkim na korzyści związane z wykorzystaniem energii pozyskanej z wody oraz zgodność z ogólnoeuropejskimi tendencjami większego wykorzystywania odnawialnych źródeł energii. Elektrownie funkcjonujące w ramach KDW mogłyby w znaczący sposób wspomóc bilans energetyczny kraju. Szacuje się, że potencjał hydroenergetyczny dolnej Wisły stanowi 50% zasobów krajowych. Według obliczeń specjalistów, łączna moc wszystkich elektrowni wodnych mogłaby wynosić ok. 850 MW, co w średnim roku hydrologicznym umożliwia produkcję ok GWh energii elektrycznej. Zestawienie parametrów technicznych wszystkich planowanych i ukończonych zapór Kaskady Dolnej Wisły prezentuje tabela 4. Jedną z najistotniejszych przesłanek budowy Kaskady Dolnej Wisły jest również umożliwienie żeglugi na Dolnej Wiśle, przez którą przebiegają dwie projektowane wodne trasy międzynarodowe: E 70 i E 40. W przypadku uzyskania przez nią IV klasy, czyli głębokości około 2,5 m, możliwe będzie uzyskanie dofinansowania rewitalizacji wiślanej drogi wodnej z funduszy Unii Europejskiej. Unia Europejska wydaje bowiem na żeglugę śródlądową w Europie ogromne kwoty. We Francji ze wsparciem unijnym buduje się kanał gigawat.info FILTR GAZOWY KĄTOWY 7310 FILTR GAZOWY PROSTY 7320 Fabryka Armatur JAFAR S.A. ul. Kadyiego 12, Jasło tel. (13) fax. (13) e mail jafar@jafar.com.pl 21

5 Tabela nr 4: Parametry techniczne zapór KDW Nazwa Kilometr przebiegu Wisły Wysokość zapory żeglowny o długości przeszło 100 km łączący francuskie drogi wodne z niemieckimi. Osiągniecie żeglowności Dolnej Wisły poprzez uzyskanie przez nią międzynarodowej IV klasy nie zależy od jej uregulowania, lecz od budowy planowanej kaskady. Z badań prowadzonych na Uniwersytecie Gdańskim wynika, że po wybudowaniu omawianej inwestycji na drodze wodnej pojawi się strumień towarów w ilości co najmniej 12 mln ton/rok, co zapewni roczne dochody państwa w wysokości ok. 12 mld zł. Istotne znaczenie KDW wynika z jej wpływu na ochronę przed powodziami i suszami. Zespół zapór zapewni właściwą ochronę przeciwpowodziową w okresie zimowym poprzez zagwarantowanie głębokości nawigacyjnej dla lodołamaczy, likwidację zatorów lodowych i bezpieczny spływ pokruszonego lodu. Groźbę powodzi wezbraniowych (letnich) wyeliminuje przepustowość kaskady. Stopnie i zbiorniki umożliwią bezpieczny przepływ o natężeniu ponad m 3 /s. Inwestycja spowoduje wyrównanie przepływów, minimalizując efekty suszy, oraz poprzez podniesienie poziomów wody w rzece, podniesie poziom wód gruntowych wzdłuż koryta rzeki. Zbiorniki kaskady będą stanowiły magazyny wody, które mogą być wykorzystane dla celów nawodnień rolniczych bądź komunalnych w razie potrzeby. Kaskada pozwoli na zmagazynowanie m 3 wody, która dotychczas bezużytecznie spływa Moc w MW Roczna produkcja energii elektrycznej w GWh Wyszogród Płock Włocławek Ciechocinek Solec Kujawski Chełmno Opalenie Tczew Źródło: (pobrano r.) do morza. KDW podniesie i ustabilizuje poziom zwierciadła wody w korycie, poprawiając warunki gruntowo- wodne, umożliwiając żeglugę klasy międzynarodowej, tworząc przyjazne warunki zachowania i rozwoju organizmów żywych. Oprócz niewątpliwych korzyści, należy jednak wspomnieć o mankamentach całej inwestycji. Wśród najważniejszych wad planowanej budowy warto wymienić: emisję metanu przez zbiorniki zaporowe, zamianę krajobrazu z naturalnego w techniczny, zamulanie dna rzeki, wysokie koszty inwestycji, utratę zabytków architektonicznych i historycznych. Jednym z największych problemów zapór wodnych stanowi emisja metanu. Jezioro Włocławskie już obecnie jest liderem pod tym względem w Polsce i emituje pokaźną ilość ponad 400 mg (co stanowi ok. 27% całej objętości emitowanej z osadów wynoszącej średnio 3114 ml m -2 d -1 ). Z tego powodu zbiorniki elektrowni wodnych uważane są za istotne źródło gazów cieplarnianych. Powstanie kolejnych zbiorników w ramach KDW spowoduje wykreowanie kolejnych źródeł emisji metanu. Przeciwnicy budowy KDW wskazują dodatkowo, że w rozwiniętych krajach zaprzestano budowy zapór na rzekach nizinnych. Wisła jest jedną z ostatnich dzikich rzek w Europie, a budowa kolejnych stopni zniszczyłaby rejony wartościowe przyrodniczo. Kaskada Dolnej Wisły powstałaby bezpośrednio w sąsiedztwie cennych rezerwatów oraz obszarów objętych ochroną w ramach programu Natura Mogłoby to spowodować naruszenie delikatnej równowagi ekologicznej, jaka tutaj funkcjonuje. Wybudowanie całego ciągu zapór wodnych negatywnie wpłynęłoby na możliwości wędrówki i rozrodu wielu gatunków ryb. Ingerencja w cenne przyrodniczo i antropogenicznie obszary, zmiana krajobrazu, mikroklimatu może również negatywnie wpłynąć na kierujący się w dorzecze dolnej Wisły ruch turystyczny i tym samym na dochody z turystyki. Ostatni kontrargument budowy Kaskady Dolnej Wisły jest związany z aspektem ekonomicznym. Cała inwestycja pociągnie za sobą pokaźne środki finansowe, które można byłoby przeznaczyć na realizacje innych, potrzebnych projektów. Całkowity koszt KDW jest szacowany na 3,5 mld zł. Powyższe argumenty stawiają realizację jednej z największych inwestycji hydrologicznych w Polsce pod znakiem zapytania. Podsumowanie Województwo kujawsko pomorskie jest jednym z krajowych liderów wykorzystywania energetyki odnawialnej. Zajmuje czołowe pozycje w zakresie pozyskiwania energii z wiatru, biogazu czy też słońca. Po wybudowaniu Kaskady Dolnej Wisły może również wysunąć się na czołowe pozycje w zakresie pozyskiwania energii z wody. Realizując inwestycję KDW, należy zdawać sobie sprawę zarówno z korzyści, jak i problemów wynikających z jej funkcjonowania. Tekst w pełnej wersji wraz z odniesieniami do literatury oraz źródeł opublikowany został w książce opublikowanej przez Fundację na Rzecz Czystej Energii pt. ŁAD ENERGETYCZ NY. IDEE I RZECZYWISTOŚĆ., Poznań 2019 red. P. Kwiatkiewicz, R. Szczerbowski, W. Ostant, B. Jagusiak 22