•     vėjo srautų kaitos Baltijos jūros Lietuvos pakrantėje ir kituose Lietuvos regionuose tyrimai, modeliavimas ir prognozė;

•     biodujų ir biodegalų gamybos bei naudojimo efektyvumo ir aplinkosauginių problemų tyrimai;

•     kietosios biomasės naudojimo energijai gaminti efektyvumo tyrimai;

•     pažangių energijos gamybos technologijų paieška, analizė ir skatinimas, naudojant vieti­nius iratsinaujinančiuosius ener­gijos išteklius, akredituotų mokymo kursų rengimas, duomenų bazių formavimas, paslaugos ir konsultacijos vartotojams.

Laboratorijoje vykdomi tyrimai, susiję su atsinaujinan­čiųjų energijos išteklių (AEI) naudojimo energijai gaminti plėtra šalyje. Europos Sąjungos (ES) direktyvoje 2009/28/EB numatyta Lietuvai gerokai didinti AEI vartojimą iki 2020 m., t. y. energijos gamyba iš AEI turėtų sudaryti 23 % viso pirminės energijos suvartojimo, iš jų biodegalams turėtų būti suvar­tojama 20 % viso transportui suvartojamo naftos produktų kiekio, o elektros energijos turėtų būti pagaminama 10 % bend­ro šalyje suvartojamo elektros energijos kiekio. Todėl laborato­rijoje analizuojamos naujos technologijos ir jų taikymo pers­pek­tyva Lietuvoje, kaupiami duomenys apie AEI vartojimą ir numatomos gairės toliau, sparčiau šiems ištekliams skverb­tis į šalies energetikos rinką, siekiant įvykdyti Europos Parla­mento ir Tarybos direktyvų ir Strateginio energijos technologijų plano (SET) reikalavimus. Siekiant šių tikslų, šaliai iškyla nau­ji uždaviniai, todėl būtina nagrinėti įvairius scenarijus, ieš­kant šių uždavinių optimalių sprendimo variantų.

 

2009 m. pradėtas vykdyti valstybės subsidijomis finan­s­uojamas mokslinis darbas Vėjo energijos prognozavimas ir biomasės išteklių naudojimo plėtros galimybių energetikoje tyrimai. Vadovaujantis naujausiais statistikos duomenimis, darbe atlikta vėjo, biomasės kuro ir alternatyvių degalų nau­dojimo energijai gaminti išteklių kaitos analizė, numatytos plėtros galimybių kryptys. Taip pat pateikti vėjo elektrinių galios panaudojimo charakteristikų tyrimai, išanalizuotos vėjo energijos prognozavimo metodikos. Įvertinta kietosios bio­masės, biodegalų ir biodujų vartojimo perspektyva ir išana­lizuotos techninės-ekonominės biodegalų gamybos Lietuvoje sąlygos.

 

 

 

 

 

 

Darbe surinkti, išanalizuoti ir apibendrinti vėjo greičio ir krypties matavimo duomenys. Atlikti vėjo greičio ir turbulen­cijos kitimo dėsningumų tyrimai pajūrio regione, naudojant šiuolaikinę vėjo energetinių parametrų matavimo įrangą WICOM-C. Taikant WAsP programą ir vėjo greičių parametrų matavimus išnagrinėti vėjo srautų kaitos dėsningumai. Pateikta VE galios prognozės metodų analizė, išnagrinėti jų priva­lumai ir trūkumai. Vėjo greičio pasiskirs­tymas aprašytas Veibulo skirstinio funkcija. Atlikta Lietuvos pajūryje ir kituose regionuose įrengtų vėjo elektrinių galios panaudojimo koefi­ciento kitimo dėsningumų analizė. Nustatytas stiprus vėjo srautų pajūrio regione koreliacinis ryšys, todėl atlikus tyrimus vienoje pajūrio vietoje galima pakankamai tiksliai prognozuoti VE rodiklius ir kitose pajūrio vietovėse.

 

 

Išanalizuoti kitose šalyse naudojamų vėjo prognozavimo metodų ir VE darbo prognozavimo informacinių sistemų ypa­tumai. VE galios prognozės modeliai skirstomi į du pagrin­dinius tipus: duomenų sekos (angl. time series) modelius ir skaitmeninių orų prognozių (SOP) duomenis naudojančius modelius.

Duomenų sekos modeliuose vartojami tiesioginiai vėjo greičio arba VE galios matavimo duomenys, kuriuos anali­zuo­jant duomenų sekos analizės metodais sudaromos VE galios prognozės kelioms valandoms į priekį. Ilgesnio laiko­tarpio (dažniausiai iki 48 val.) prognozėms sudaryti naudojami modeliai, SOP duomenis perskaičiuojantys konkretiems VE parkams.

Sudarytas vėjo energijos prognozavimo modelis ir pritaikytas mūsų šalies sąlygomis vėjo elektrinių galios kaitai prognozuoti. Nustatyta, kad vidutinė absoliuti prognozavimo paklaida siekia apie 10 % VE įrengtosios galios.

Tyrimo darbai buvo vykdomi bendradarbiaujant su Danijos Ris¸e DTU mokslo centru.

 

 

 

 

 

 

Darbe apskaičiuoti ir palyginti Lietuvos pajūryje ir žemyninėje dalyje veikiančių VE parkų ir kai kurių VE kiekvieno mėnesio galios panaudojimo koeficientai.

Nustatyta, kad vidutinis pajūryje įrengtų VE parkų galios panaudojimo koeficientas 2008 m. siekė 0,27–0,33, t. y. VE panaudojo 27–33% nominalios galios. Taigi tirtos VE, dirbda­mos nominalia galia, metinį energijos kiekį galėtų pagaminti per 2365–2890 valandų. Lietuvos VE galios panau­dojimo koeficiento reikšmės artimos Vokietijoje ir Danijoje įrengtų VE koeficientų reikšmėms.

 

 

Laboratorijoje analizuojama įvairių rūšių kietosios biomasės kuro gamybos apimčių ir vartojimo kaita. Nustatyta, kad 1990-2008 m. medienos kuro vartojimas padidėjo daugiau kaip du kartus – nuo 284,9 ktne iki 735 ktne, o tai sudaro atitinkamai 2,6 ir 7,9 % šalies pirminės energijos suvartojimo. 2008 m. Lietuvoje veikė daugiau nei 360 biokuro katilų, kurių bendra įdiegta galia siekė apie 610 MW.

Mažiausiai naudojamas medienos kuro šaltinis iki šiol yra miško kirtimo atliekos. Kirtimo atliekų kasmet susidaro apie 2,5 mln. m3, o realiai biokurui galima panaudoti ne daugiau kaip 1 mln. m3. Siekiant didinti biomasės kuro išteklius, būtina didinti miškų plotus ir jų produktyvumą, daugiausia dėmesio skiriant sparčiai augantiems baltalksniams, kurių potencialas biokurui gaminti yra nepakankamai panaudojamas (plotas – beveik 130 tūkst. ha). Baltalksnių augimo sąlygos Lietuvoje beveik optimalios, jie ne tik sparčiai auga, anksti subręsta ir gausiai bei dažnai dera, bet ir gerai savaime atželia. Biokuro gamybos apimtys padidėtų, o energija būtų gaminama efektyviau, jei būtų išspręstos biokuro surinkimo, sandėliavimo ir transportavimo problemos. Šiuo tikslu reikia rekonstruoti katilines į kombinuotojo ciklo, modernizuoti pakuras priva­čia­me ūkyje (granulių/šiaudų granulėms naudoti), anglimis kūrenamas elektrines pritaikyti biomasės ir anglių mišiniams deginti.

 

 

Biodujų energetikos pradžia Lietuvoje susijusi su bio­technologijų panaudojimu metantankuose apdorojant gyvulininkystės atliekas ar miestų nuotekų dumblą. Biodujų gamybos iš skystų organinių atliekų technologijos laikomos daug problemų galinti išspręsti alternatyva. Naudojant ana­erobinio organinių atliekų apdorojimo technologijas gali būti sprendžiamos aplinkosauginės, energetinės, socialinės bei agrokultūrinės problemos. Aplinkosauginio poveikio esmę sudaro tai, kad anaerobinėmis sąlygomis bioreaktoriuje efek­tyviai (iki 40–60 %) suskaidomos organinės medžiagos ir taip sumažinamas apdorotų nuotekų neigiamas poveikis aplinkai. Pastaruoju metu daugelyje šalių biodujos, pašalinus iš jų CO2 bei išvalius kitas susidariusias priemaišas, tiekiamos į gam­tinių dujų tinklus arba naudojamos transporto poreikiams. Šiuo metu Lietuvoje veikia 7 biodujų jėgainės. Biodujos, kaip kuras, naudojamos katilinėse ar stacionariose kogeneracinėse jėgainėse šiluminei bei elektros energijai gaminti. Labo­rato­rijoje analizuojami biodujų gamybos procesai, įvertinant prielaidas gamybai plėsti bei sprendžiami gamtosaugos klausimai.

 

 

Atlikta biodegalų gamybos ir vartojimo plėtros Lietuvoje ir ES šalyse apžvalga. Įvertinta biodegalų vartojimo šalyje perspektyva. Išanalizuotos techninės-ekonominės biodegalų gamybos plėtros sąlygos mūsų šalyje. Biodegalų gamybos apimčių ir teisės aktų analizė rodo, kad vykdant Lietuvos vyriausybės įsipareigojimą ES biodegalų vartojimo srityje (iki 2010 m. vartoti 5,75 % bendro transporte sunaudojamų degalų kiekio, o 2020 m. – 20 %), tikslinga ekonominėmis bei organizacinėmis priemonėmis skatinti šių degalų vartojimą transporto sektoriuje.

Biodegalų technologinių procesų ir žaliavų išteklių analizė rodo, kad pagrindinė žaliava biodyzelinui gaminti Lietuvoje yra aliejus, išspaustas iš šalyje auginamų rapsų, ir sintetinis metilo esteris. Nustatyta, kad biodegalų gamyboje naudojamas sintetinis metanolis gali būti pakeistas bioetanoliu. Taip būtų padidinta AEI naudojimo dalis biodegalų vartojimo srityje.

Dažniausiai bioetanolis naudojamas vidaus degimo varikliuose, juo pakeičiant dalį benzino, tačiau pastaruoju metu imta domėtis bioetanolio panaudojimo dyzeliniame variklyje galimybėmis. Taip siekiama praplėsti žaliavų bazę bei padidinti atsinaujinančiosios energijos dalį dyzeliniuose degaluose. Bioetanolis gali būti naudojamas aliejaus ar riebalų esterinimo ir peresterinimo procesuose, juo pakeičiant dabar naudojamą metanolį.

 

 

Laboratorijoje atliekami tyrimai, susiję su racionaliu biomasės išteklių vartojimu biokurui bei kietojo biokuro naudojimu šilumos ir elektros energijai gaminti. Kaupiami ir analizuojami duomenys, apimant visą technologijos ciklą nuo žaliavos surinkimo, paruošimo, perdirbimo į kietąjį biokurą bei deginimo įvairių tipų katilų pakurose. Šiuo metu AEI sudaro apie 9,3 % Lietuvoje suvartojamos pirminės energijos kiekio. Didžioji AEI dalis (apie 92 %) tenka kietajai biomasei, daugiausia medienai, todėl su medienos kuro gamyba ir vartojimu susijusiems klausimams skiriama ypač daug dėmesio. Tyrimai atliekami vykdant įvairias ES programas.

 

 

 

 

 

ES 6-osios Bendrosios programos projekto 2009 m. darbo tikslas – paruošti ir platinti suinteresuotiems šilumos ir elektros gamybos įmonių darbuotojams sukauptą informaciją apie biomasės ir kitų kuro rūšių mišinių deginimą. Parengtas leidinys Technologijų ir biomasės tiekimo techninių žinių propagavimas Centrinėje ir Rytų Europoje.Išnagrinėtos biomasės mišinių deginimo perspektyvos ir globalinio šilumos potencialo mažinimo galimybės. Nustatyti biomasės mišinių deginimo ypatumai, susiję su biomasės paruošimu, įtaka katilo efektyvumui, šilumos paviršių užteršimui, šlakavimuisi ir korozijai. Tyrimai rodo, kad siekiant mažinti CO2 emisijas į atmosferą ir didinti biomasės naudojimą energijai gaminti, iškastinio kuro kūrenamų elektrinių pritaikymas biomasei ir anglies mišiniams deginti yra pigiausia ir efektyviausia priemonė, ypač tiesioginis mišinių deginimas.

 

 

 

 

 COFITECK baigiamojoje konferencijoje Poznanėje dr. E. Perednis skaito pranešimą apie biomasės kuro mišinių deginimo pasiekimus Lietuvoje

 

Vykdant projektą organizuota tarptautinė konferencija, pasitarimai bei seminarai kuro mišinių deginimo Lietuvoje klausimais. Su tyrimo duomenimis nuolat supažindinami mokslo ir energetinių įmonių darbuotojai bei vartotojai.

 

 

  

 

Projektas pradėtas vykdyti 2008 m. kartu su Islandijos, Italijos, Jungtinės Karalystės, Nyderlandų, Ispanijos, Vokietijos, Rumunijos, Bulgarijos, Danijos, Belgijos, Ukrainos, Švedijos, Prancūzijos ir Austrijos šalių mokslininkais. Projekto tikslas, bendra­dar­biau­jant su mokslinio tyrimo centrais, verslo ir kitais part­ne­riais, atlikti mokslinius tyrimus biomasės ir jos atliekų naudo­jimo srityje, inventorizuoti egzistuojančius biomasės išteklius Europoje ir nustatyti biokuro gamybos plėtrą ES šalyse. Atlikta literatūros ir mokslinių tyrimų duomenų apžvalga. Naudojant Geografinę informacinę sistemą (GIS) sudaryti Europos bio­masės išteklių naudojimo žemėlapiai bei nustatytos ekono­minių veiksnių ir poveikio aplinkai schemos pagal optimalius gyvavimo raidos ciklų (LCA) scenarijus, įvertinant produkto visose gamybos proceso fazėse poveikį aplinkai. Surinkta informacija apie geriausius biomasės panaudojimo atvejus Europoje numatoma panaudoti leidžiant Baltąją knygą.

 

2009 m. laboratorijoje buvo vykdomi šie programos ES Pažangi energetika Europai tarptautiniai projektai:

 

•     Dujinius degalus vartojančių automobilių rinkos kūrimas, apimant gamtinių dujų bei biodujų tiekimą ir paskirstymą (Madegascar). 2007–2010 m.

•     Biomasės naudojimo šildymui regioninės plėtros iniciatyvos Europoje (REGBIE+).2006–2009 m.

•     Biomasės kuro rinkos apribojimų ir žaliavos gavybos sprendimai (EUBIONET III). 2008–2011 m.

 

Bendradarbiaujant su Vokietijos, Danijos, Lenkijos ir kitų šalių mokslo centrais atlikti bioenergetikos plėtros galimybių tyrimai Europos regionuose. Vykdomų projektų pagrindinis tikslas – prisidėti prie ES uždavinių įgyvendinimo energetikos sektoriuje, siekiant, kad AEI dalis regiono ir visos ES energijos balanse atitiktų direktyvų ir kitų norminių dokumentų numa­tytus rodiklius.

 

 

 

Vykdant ES projektą MADEGASCAR nustatyta nemažai gamtinių dujų var­tojimo privalumų, paly­ginus su kitais alterna­ty­viais degalais, vartojamais transporte. Tai ekologiškiausia ir pigiausia degalų rūšis, netgi palyginus su biologiniais degalais (biodyzelinu ir bioetanoliu). Suspaustos gamtinės dujos (SGD), vartojant jas degalams, turi tokius privalumus:

•     Gamtinių dujų ištekliai pasaulyje gerokai didesni už naftos išteklius;

•     Gamtinės dujos – pigiausias kuras pasaulyje;

•     Palyginus su suskystintomis naftos dujomis ir dyzeli­nu – išlaidos degalams su­mažėja iki 20 % ir iki 40 % – palyginti su benzinu;

•     SGD varikliai yra ilgiau patvarūs naudoti;

•     Dvigubai mažesnis dyzelinių variklių triukšmo ir vibracijų lygis;

•     Užtikrinta gamtinių dujų kokybė;

•     SGD naudojančių automobilių išlakos mažesnės nei reikalauja EURO5 normos;

•     Aukštesnis SGD oktaninis skaičius skatina pramonę gaminti tobulesnius ir efektyvesnius automobilių variklius;

•     Mažiausi mokesčiai už aplinkos taršą;

•     Lietuvoje pakankamai gerai išplėtoti gamtinių dujų tinklai;

•     Gamtines dujas vartojant transporto reikmėms, padi­dintų jų vartojimo tolygumą per metus.

Suspaustos gamtinės dujos pradedamos vartoti Vilniaus, Klaipėdos ir Kauno savivaldybėse viešajame transporte. Vykdant projektą glaudžiai bendradarbiaujama su kitomis ES šalimis, pasikeista patirtimi, pastatytos pirmosios dujų pri­pil­dymo stotys, kaupiama patirtis šioje srityje, siekiant apsirūpinti pigiausiais degalais.

 

 

 

Projekto REGBIE+ vykdymo metu atliktas bio­masės išteklių vertinimas įvairiuose ES regionuose, taip pat Lietuvoje – Kauno apskrityje. Išnagrinėtas šių išteklių atsinaujinimo procesas, ištirtas biomasės degimo termocheminis procesas, deginant biokurą sluoksnyje. Išanalizuoti granulių gamybos ir deginimo procesai kūryklose. Įvertinta biomasės panaudojimo galimybė energijai gaminti, analizuojant kitų šalių (Švedijos, Vokietijos, Austrijos ir kt.) patirtį. Numatytos skatinimo priemonės, siūlomos naujos biokuro ruošimo ir deginimo technologijos, ieškant efektyvesnių šilumos gamybos būdų. LEI mokslo darbuotojai su kitų šalių mokslo darbuotojais, vykdančiais šį projektą, sprendė minėtus klausimus, keitėsi naujausiais mokslo pasiekimais šioje srityje.

 

 

 

Projekto EUBIONET III tikslas – skatinti biomasės kuro naudojimą ES šalyse, ieškant būdų rinkos kliūtims įveikti. Siekiant šio tikslo, atliekama biokuro naudojimo, ateities perspektyvų, pagrindinių kliūčių bei nacionalinių biomasės programų analizė, įvertinamas biomasės kuro potencialas, daugiausia dėmesio skiriant pramonės, žemės ūkio atliekoms ir naujų biokuro rūšių potencialui įvertinti. Taip pat analizuojami kainų mechanizmai, nustatomi biomasės kuro sertifikavimo ir tvarios plėtros kriterijai.

 

 

2009 m. laboratorijoje vykdant tarptautinius projektus AEI srityje skleistos mokslo idėjos skatino visuomenę domėtis AEI panaudojimu energijai gaminti. Organizuoti įvairūs mokslo populiarinimo renginiai, mokslo atstovai skatinti aktyviai dalyvauti informuojant visuomenę mokslo populiarinimo klausimais. Buvo organizuojami renginiai energijos vartotojams, mokiniams ir kitiems suinteresuotiems asmenims klimato kaitos, efektyvaus energijos vartojimo ir atsinaujinančios energetikos temomis.