Vplyv vodných diel na riečne biotopy

/v ,

So zvyšovaním intenzity ekonomickej aktivity človeka sa voda stáva čoraz reálnejším limitujúcim činiteľom rozvoja spoločnosti. Existencia ľudstva závisí aj napriek všestrannému technickému pokroku a civilizačnej
úrovni hlavne od zachovania obnoviteľných prírodných zdrojov ako aj racionálneho využívania a nahradzovania neobnoviteľných prírodných zdrojov. Je nepochybné, že časť týchto zdrojov bude nenávratne exploatovaná. U nevyčerpateľných zdrojov (patrí tu aj voda) toto nebezpečenstvo nehrozí pokiaľ ide o samotnú
materiálnu podstatu, avšak vplyvom sústavného poškodzovania sa môže podstatne obmedziť jej využiteľnosť.

Pre normálne fungovanie riečneho ekosystému je nevyhnutné zachovanie riečneho kontinua, teda pozdĺžnej spojitosti jednotlivých úsekov vodného toku. Mnohé druhy rýb
migrujú a preto je dôležité, aby v riekach neboli bariéry, ktoré by im v tom bránili. Je tu ale aj iný, už menej známy dôvod. Hlavným energetickým zdrojom riečnych ekosystémov je v ich horných častiach lístie, ktoré sa do riek dostáva z brehových porastov. Riečny ekosystém si nevystačí s tým, čo sám vyprodukuje
v procese fotosyntézy, napr. riasy či machy, ale je energeticky závislý od prísunu energie (viazanej v lístí) zo suchozemského prostredia. Lístie, ktoré sa dostane do vodného toku, je postupne organizmami, hlavne živočíchmi, žijúcimi na dne vodných tokov (tzv. drviče), rozdrobované a konzumované. Postupne
sa mení z hrubého detritu na jemnejší detrit, a ten je transportovaný vodným tokom do nižších úsekov, kde sa ním živia iné živočíchy (tzv. zberače). Tie, ktoré žijú z tohto rozdrobeného a transportovaného lístia sú teda závislé od toho, čo sa deje v toku nad miestom kde žijú. Výstavba vodného diela na vodnom
toku tieto procesy naruší. Detrit, ktorý by sa za normálnych podmienok dostal po prúde oveľa nižšie, je zachytený vo vodných nádržiach. Tu sa ukladá na dne a za istých okolností môže zhoršovať kvalitu vody no hlavne, chýba organizmom v toku pod nádržou. V prípade vybudovania vodných diel viacerých za sebou nemá
vodný tok šancu tieto straty nahradiť. A hlavne ak sa vyrúbu brehové porasty, napr. v rámci tzv. protipovodňového opatrenia. V praxi sa to prejaví nižšou produkciou rôznych drobných živočíchov, ktoré sa na dne živia transportovaným detritom. Tie sú zasa potravou iných rýb, takže v konečnom dôsledku sa vplyv
vodného diela prejaví napríklad nižšími úlovkami rýb.

Pri vybudovaní vodného diela ide taktiež o narušenie migračných trás rýb, pretože mnohé druhy v čase rozmnožovania plávajú proti prúdu a do prítokov, kde sa neresia. Niektoré, napr. úhory, plávajú dole prúdom. Rybovody
sú síce riešením, avšak môže sa stať, že keď sa ryby nimi dostanú nad hať, stratia v stojatej vode orientáciu, keďže tu neexistuje prúd, pomocou ktorého by sa orientovali.

Vo vode nad haťami sa ukladajú anorganické sedimenty (štrky, piesky, íly), ktoré následne chýbajú
v koryte pod nádržou (vzniká efekt tzv. hladnej vody). Voda zbavená sedimentov má stále energiu na erodovanie dna vodného toku. Keďže odnášaný materiál nie je dopĺňaný materiálom prinášaným z vyšších častí toku, rieka sa zarezáva. Rieky v podhorských úsekoch zvyčajne tečú na svojich náplavoch
v riečnej nive. Hladina podzemnej vody je plytko pod povrchom, a je spojená s hladinou vody vo vodnom toku. Ten ak sa zarezáva, klesá aj hladina podzemnej vody v riečnej nive. Pôvodne vlhká niva s dobre zavodnenými pôdami a mokraďami sa vysúša, mokrade sa menia na step, či lesostep. Namiesto topoľov a vŕb
nastupujú šípky, trnky, hlohy, agáty.

Vo vodných nádržiach sa mení aj teplota vody. V prípade hatí MVE je doba zdržania vody relatívne krátka, takže voda sa v lete iba viac zohreje. V prípade väčších nádrží, kde je doba zdržania vody dostatočne dlhá, sa
vytvárajú podmienky ako v jazerách. Voda má vlastnosť, že s rastúcou teplotou, klesá jej hustota. Teplá voda je teda ľahšia, drží sa hore. Zmeny teploty úplne menia spoločenstvo organizmov pod nádržou. Priehrady menia aj zloženie potravy dostupnej vodným živočíchom. Ak je nádrž dosť veľká na to,
aby sa v nej vytvorili podmienky podobné jazeru, vytvára sa v nej planktón.

Vplyvy vodných tokov na biotopy:

Zmena vodného režimu

o    stojatá voda a jej režim preferujú druhové zloženie generalistov na úkor špecialistov,

o    migrácia druhu, či už v rámci toku, alebo pre ryby, ktoré migrujú z morí do vrchných častí tokov a/alebo naopak je obmedzená až
znemožnená,

o    rozdrobenie populácie, zníženie genetickej biodiverzity.

Pohyb živín hore a dole po toku

o    narúšanie
potravinového reťazca vymiznutím migrujúcich druhov, ktoré prinášajú živiny,

o    sedimentácia koloidov a pevných častíc nesených prúdom.

Zmena hladiny podzemnej vody

o  mení sa druhové zloženie rastlinstva, podmáčané pôdy vyhovujú rastlinám prispôsobeným periodickým záplavám/koreňom ponoreným vo vode.

Zabratie veľkého územia na úkor
pôvodných biotopov

o  strata porastov okolo brehov riek.

Environmentálne a sociálno-ekonomické vplyvy malých vodných elektrární

/v ,

MVE sú relatívne jednoduché, technicky nenáročné energetické stavby. No napriek tomu sa s nimi spájajú aj environmentálne a sociálno-ekonomické vplyvy. Závislé sú hlavne od umiestnenia a typu danej vodnej
elektrárne. Je potrebné zdôrazniť, že popri negatívnych vplyvoch ide aj o vplyvy veľmi pozitívne.

Hlavné pozitívne vplyvy:

o   Využívanie hydroenergetického potenciálu vodných tokov na výrobu elektrickej energie je
pozitívnym globálnym, dlhodobým opatrením na znižovanie významných negatívnych vplyvov na životné prostredie a zdravie, pretože predstavuje environmentálne najprijateľnejší spôsob získavania elektrickej energie. Výroba elektrickej energie vo vodných elektrárňach zaťažuje životné prostredie neporovnateľne menej,
než výroba na báze tradičných fosílnych palív.

o   Zvýšenie využívania hydroenergetického potenciálu vedie k znižovaniu emisií skleníkových plynov a škodlivín, čím predstavuje významný prvok v balíku opatrení na dosiahnutie cieľov Kjótskeho protokolu.

o   Zastávajú významnú úlohu pri regulácii výkyvov spotreby v energetickej sieti.

o   Využívajú domáce energetické zdroje – netreba ich dovážať z politicky a ekonomicky často nestabilných oblastí.

o
Majú pozitívny vplyv na zvyšovanie energetickej bezpečnosti SR a zahraničnú obchodnú bilanciu.

o   Využívajú nedeštruktívny spôsob získavania energie z obnoviteľného zdroja (bez ťažby).

o   Vyrábajú elektrinu bez ťažkých pracovných
rizík.

o   Neprodukujú skleníkové plyny, čím priamo prispievajú k zmierňovaniu klimatických zmien.

o   Energetický zdroj nie je zaťažený vysokými prepravnými nákladmi.

o   Vylúčením prepravy
energetického zdroja sekundárne prispievajú k znižovaniu environmentálnej záťaže z dopravných prostriedkov.

Hlavné negatívne vplyvy:

o   Vodná elektráreň spôsobuje zmenu prietoku vody v rieke, zmeny kvality vody v
rieke, zmeny životných podmienok vodných organizmov, hlavne rýb.

o   Môže spôsobiť zmeny miestnej klímy a hladiny podzemných vôd.

o   Priečna stavba oddeľuje populácie rýb žijúcich v dolnej a hornej časti toku a blokuje ich
migračné cesty.

o   Zmeny v prietoku môžu mať za následok zmeny v prenose sedimentov.

o   Sedimentácia v nádrži môže viesť k erózii v dolnej časti toku.

o   Stavba vodného diela spôsobuje
zvýšený prenos bahna a sedimentov a tým zníženie kvality vody v dolnom toku rieky.

o   Môže spôsobiť narušenie plavby v dotknutých tokoch.

o   Realizácia vodných elektrární si vyžiada záber pozemkov.

o   Môže byť negatívnym urbanistickým zásahom do okolitej prírody.

o  Môže mať vplyv na sústavu chránených území (chránené vtáčie územia, územia európskeho významu alebo súvislú európsku sústavu chránených území Natura 2000).

Potenciálny vplyv malých vodných elektrární na životné prostredie

/v ,

Obmedzenie biodiverzity

MVE nezanedbateľným spôsobom ovplyvňujú vodný tok, pretože v prirodzenom toku tvorí prekážku. V niektorých prípadoch môže tiež
dôjsť k zatopeniu cenných biotopov. Obnova starého vodného diela na malom toku môže ale taktiež naopak vhodne podporiť jeho revitalizáciu a zvýšiť lokálnu biodiverzitu. Pri rekonštrukciách MVE sa obvykle buduje tzv. rybí prechod, ktorý pri už postavených vodných dielach často chýba. Vďaka tomu sa tok stáva
prestupnejším pre migrujúce vodné živočíchy. Pre investora to znamená vyššie výdaje. Pri povoľovacom riadení k stavbe MVE je takmer vždy vyžadované spracovanie biologického hodnotenia.

Zaistenie minimálneho zostatkového prietoku

V snahe vyrobiť čo najviac elektriny niektorí prevádzkovatelia nenechávajú v pôvodnom koryte predpísane minimálne množstvo vody, čo negatívne ovplyvňuje ryby a ďalšie vodné živočíchy. Všetka voda potom preteká cez turbínu a priľahlá časť koryta je bez vody. To je v rozpore s
prevádzkovým poriadkom a malo by to byť pokutované. Treba dodržiavať minimálny sanačný prietok pôvodného koryta.

Ochrana rýb

Proti vnikaniu rýb do turbíny sa inštalujú jemné hrablice pred turbínou a elektronický
odpudzovač na vtoku do náhonu. Častými opatreniami na ochranu rýb je budovanie rybochodov, ktoré slúžia ako migračné trasy rýb v riečnom koryte.

 Zlepšenie kvality vody

Prevádzkovatelia často zdôrazňuje, že MVE
okysličujú vodu, a tak zvyšujú jej samočistiacu schopnosť. To je však pravda len pri niektorých turbínach, napríklad pri obľúbenej a často sa vyskytujúcej Bánkiho turbíne. U iných turbín naopak môže dochádzať k zníženiu obsahu vzduchu vo vode. Je nutné dodržovať minimálny prietok v koryte. Vodu môžu okysličovať
aj niektoré typy rybích prechodov. Obecne vtedy MVE k okysličovaniu vody prispievajú.

Vypúšťanie nečistôt do toku

Prevádzkovateľ niekedy nedodržuje povinnosť likvidovať nečistoty zachytené na hrabliciach MVE
a púšťa ich späť do toku. Opäť ide o porušenie predpisov, ktoré môže byť pokutované.

Malé vodné elektrárne

/v ,

Za malé vodné elektrárne (MVE) sa označujú také vodné elektrárne, ktoré majú inštalovaný výkon do 10 MW. Ich úlohou je popri veľkých VE využiť primárny hydroenergetický potenciál na území Slovenska na výrobu
elektrickej energie. Vyznačujú sa rôznorodosťou v konštrukcii, ktorá zohľadňuje miestne podmienky ako sú spád a prietok vody. MVE sú charakteristické tým, že ich prevádzka ani výstavba nie je spojená s negatívnymi dopadmi na životné prostredie. Je možné ich inštalovať v odľahlých oblastiach čím poskytujú možnosť
rozvoja a často aj energetickej sebestačnosti hlavne na vidieku.

Väčšina MVE je prietokových, čiže nemajú rezervoár a vyrábajú elektrickú energiu len vtedy keď je vody dostatok. Energiu môžu však dodávať aj do systému elektrickej siete. V prípade dostatku energie je možné
použiť aj zariadenie na zmenu jednosmerného prúdu vyrábaného MVE na striedavý, ktorý využíva väčšina elektrospotrebičov.

MVE využívajú energiu vody k roztočeniu turbíny, ktorá následne poháňa generátor elektriny. K dispozícii je niekoľko typov turbín, ktorých konštrukcia
je neustále vylepšovaná. Najväčšie MVE používajú konštrukčne náročnú Kaplanovu turbínu, ktorá sa hodí pre výkony od 5 kW do 1 MW, pri spáde do 20 m. Najčastejšie sa u MVE stretávame s Francisovou turbínou, pre výkony od 20 kW do 5 MW, pri spáde od 10 m. V niektorých MVE sa dodnes používajú desiatky rokov staré a
stále funkčné turbíny, ktorých životnosť a účinnosť sa dá zvýšiť repasáciou. U menších MVE sa často využíva Bánkiho turbína, ktorá je konštrukčne jednoduchá, takže si ju niekedy majitelia MVE vyrábali svojpomocne. Používa sa pre výkony od 1 do 100 kW, pri spáde od 2 m. V horských MVE sa môže použiť Peltonova
turbína, ktorá sa hodí pre spády nad 30 m a výkon 10 kW až 1 MW.

Delenie MVE:

o    podľa inštalovaného výkonu:

–          priemyselné (od 1000 kW do 10 000 kW),

–          závodné alebo verejné (od 100 kW do 1000 kW),

–          drobné alebo minielektrárne (od 35 kW do 100
kW),

–          mikrozdroje (pod 35 kW).

o     podľa prevádzkovateľa:

–          verejné,

–          závodne,

–          domáce.

o     podľa hospodárenia s vodou:

–          prietokové (priebežné) – bez akumulácie vody, využívajúce prirodzený
prietok,

–          akumulačné – s prirodzenou alebo umelou akumuláciou, so schopnosťou odberu vody podľa potreby energie počas určitého času.

o     podľa veľkosti spádu:

–          nízkotlakové (so spádom do 20 m),

–          strednotlakové (so spádom do 100 m),

–         
vysokotlakové (so spádom nad 100 m).

o     podľa usporiadania:

–          vertikálne,

–          horizontálne,

–          šikmé,

–          derivačné.

Voľba vhodnej kogeneračnej jednotky v bioplynovej stanici je veľmi dôležitá

/v ,

Kogeneračnú jednotku (KJ) môžeme označiť ako srdce bioplynovej stanice, pretože najčastejším spôsobom využitia bioplynu je kombinovaná výroba tepla a elektriny v KJ a ich efektívna prevádzka je rozhodujúcim
faktorom pre ekonomickú udržateľnosť projektu.

KJ môžeme rozdeliť:

– KJ so zážihovými plynovými motormi (Ottove motory) – výhradným palivom je iba bioplyn,

– KJ so vznetovými motormi so
vstrekom zápalového oleja – dieselové motory so zápalným lúčom, kde základným palivom je bioplyn a doplnkovým kvapalné fosílne palivo, prípadne rastlinné oleje.

Elektrická účinnosť je najdôležitejšia z technických dát KJ, pretože udáva koľko percent z energie obsiahnutej
v plyne sa prevedie na vyrobenú elektrinu. Na základe tohto sa vyššia investícia do účinnosti KJ oplatí a taktiež má dlhú životnosť.

Príklad vplyvu elektrickej účinnosti na tržby za elektrinu (dve KJ, spotreba 200 m3/hod. plynu, 60% metánu, bioplyn vyrobený
anaeróbnou fermentačnou technológiou s celkovým výkonom zariadenia do 250 kW vrátane), výkupná cena 125,29 €/MWh (platná od januára 2014):

– elektrická účinnosť 35% => 420kWh = 52,6218 €/hod,

– elektrická účinnosť 40% =>
480kWh = 60,1392 €/hod.

Pri ročnej prevádzke 8 000 hodín: 8 000×7,5174 (rozdiel) =60 139,2 €/ročne príjem navyše pri prevádzke KJ s vyššou účinnosťou.

Pre ekonomicky úspešnú prevádzku bioplynovej stanice je potrebné zadovážiť KJ,
ktorá má nielen výborné technické vlastnosti (el. účinnosť, životnosť) ale má taktiež zaistený kvalitný a cenovo primeraný servis. Pri výbere dodávateľa preto treba požadovať:

–       zaistenie servisu na území Slovenskej republiky,

–       servisné podmienky spolu so zoznamom opráv a údržieb a taktiež dĺžkou ich trvania,

–       náklady na servis a údržbu KJ,

–       referencie už realizovaných KJ a stabilita ich prevádzky,

–       garanciu stability prevádzky (ideálne 8 000 a viac hod/rok),

–       postup pri neplánovanej odstávke,

–       zaistenie odbornej spolupráce pri uvedení do prevádzky.

Počet KJ závisí od rozhodnutia investora. Inštalácia jednej KJ znamená určitú závislosť na spoľahlivosti jej prevádzky a v prípade odstávky je to výpadok celej výroby. Pri dvoch alebo viacerých KJ to predstavuje záruku prevádzkovej spoľahlivosti a optimálne využitie bioplynu.
V tomto prípade je vhodné všetky KJ mať od jedného výrobcu a najlepšie aj rovnaký typ.

Súčasný stav využívania bioplynu na Orave

/v ,

V súčasnosti sa v regióne Orava bioplyn využíva len veľmi zriedkavo. Je to spôsobené hlavne tým, že nie je k dispozícii dostatok potrebných informácii. Nachádzajú sa tu tri bioplynové stanice v rámci areálov
čističiek odpadových vôd, avšak jedna z nich v súčasnosti pozastavuje tento spôsob využívania kalu. Vo výstavbe je bioplynová stanica v rámci skládky odpadov v Tvrdošíne, ktorá by mala byť do konca roku 2013 spustená. Posledná spomínaná je v areáli poľnohospodárskeho družstva v Zuberci.

bipl stanice

Zdroj: freemap.sk, vlastné spracovanie

ČOV Nižná

Čistička odpadových vôd v Nižnej, okres Tvrdošín do nedávna využívala ako zdroj paliva bioplyn z čističky, 400-700
m3/denne. Vzniknutú energiu z kogeneračnej jednotky ČKD Hořovice využívala na teplo a elektrinu pre vlastnú spotrebu. Táto bioplynová stanica bola v prevádzke od roku 1994 s inštalovaným výkonom 120 kW. V súčasnosti bude využívanie bioplynu zastavené, pretože čistička využíva 26 000 ekvivalentov
(zaťaženie čističky, ktoré závisí od počtu obyvateľov => veľkosť BPS) a podľa európskej únie je to nerentabilné, pričom takéto posúdenie rentability by sa malo robiť do 25000 ekvivalentov, avšak sú tu aj iné aspekty.

Kal sa teda bude zatiaľ aeróbne stabilizovať, čo je
energeticky veľmi náročné, no ide však snáď len o dočasné riešenie. Prevádzkovateľom je Oravská vodárenská spoločnosť, a.s. v Dolnom Kubíne, ktorá plánuje chod bioplynovej stanice v najbližšej možnej dobe obnoviť. Momentálne prebieha rekonštrukcia ČOV.

ČOV Dolný
Kubín

Čistička odpadových vôd v Dolnom Kubíne využíva ako zdroj paliva bioplyn z čističky s ročnou produkciou bioplynu 135 000 m3. Vzniknutú energiu z kogeneračnej jednotky Zetec 6N 445-ZŤS Martin využíva na teplo a elektrickú energiu pre vlastné účely
a pokrývajú spotrebu cca 30% (elektrina) a 40% (teplo). Teplo využívajú na ohrievanie kalu a taktiež na vykurovanie pridružených objektov. Táto bioplynová stanica je v prevádzke od roku 1992 s inštalovaným výkonom 44 kW elektriny a 77 kW tepla. Ako vstupnú surovinu do vyhnívacej veže používajú okrem kalu
z čističky aj srvátku od podnikateľa zo Zázrivej. Jej množstvo je však obmedzené, aby nevzniklo prostredie, ktoré by spomalilo vyhnívajúci proces, alebo nebodaj úplne zastavilo.

Časť vzniknutého digestátu sa využíva na rekultiváciu skládky v Istebnom, kde sa premiešava
s hlinou a inými substrátmi. Zvyšnú časť využíva poľnohospodár z blízkeho okolia do kompostov. Prevádzkovateľom je Oravská vodárenská spoločnosť, a.s. v Dolnom Kubíne. Momentálne prebieha rekonštrukcia celej bioplynovej stanice, ktorá by mala byť dokončená asi v roku 2015.

ČOV Námestovo

Čistička odpadových vôd v Námestove je zrekonštruovaná a bioplynová stanica tu je v prevádzke 3 roky (od roku 2010). Momentálne majú v prevádzke dve kogeneračné jednotky s výkonom 32 kWhe. Plánovaný je však chod troch
kogeneračných jednotiek, všetkých s rovnakým výkonom avšak až keď sa dobuduje celá kanalizácia v okrese a všetky obce budú pripojené na túto čističku odpadových vôd. Zatiaľ nie je také množstvo kalu. V zimnom období je menšia produkcia tepla, preto sa využíva výhradne na ohrev kalu vo vyhnívacej veži avšak
v lete toto vzniknuté teplo využívajú na ohrev vody pre budovy v areáli čističky.

Vzniknutý digestát využíva blízke poľnohospodárske družstvo, ktorému čistička za odvoz platí. Prevádzkovateľom je Oravská vodárenská spoločnosť, a.s. v Dolnom Kubíne.

BPS Tvrdošín

Podľa novely zákona o odpadoch, platnej od začiatku roka 2013, vznikla pre samosprávy povinnosť zaviesť triedený zber biologického odpadu a biologicky rozložiteľného komunálneho odpadu. V tomto meste bude tento problém vyriešený vybudovaním bioplynovej stanice, ktorá sa stavia v
blízkosti skládky komunálneho odpadu Jurčov Laz. Na jednom mieste bude tak sústredená likvidácia všetkého odpadu. Bioplynová stanica (800 kW) bude do konca roku 2013 v prevádzke. Jedná sa o stanicu, ktorá zahŕňa celý systém spaľovania bioplynu z bioodpadu, akým je najmä odpad z poľnohospodárskej produkcie,
trávnatých porastov a iné. Jej účelom je energetické využívanie biomasy, ktorá podľa štúdií tvorí okolo 40 percent z celkovej produkcie odpadov. Stanica bude vyrábať elektrickú a tepelnú energiu. Elektrická energia bude dodávaná do distribučnej siete a tepelná využívaná pre vlastnú potrebu a výrobu ekologických
peletiek ako kvalitného tuhého paliva.

BPS Roľnícke podielnícke družstvo Zuberec

Poľnohospodárske družstvo v Zuberci ako jediné z družstiev na Orave využíva bioplyn. V svojom areáli ma postavenú malú bioplynovú stanicu. Je veľmi dobrým príkladom pre
ostatné družstvá.