Energia wodna należy do najczystszych źródeł odnawialnych, jednak budowa infrastruktury pod jej wykorzystanie może wiązać się z zanieczyszczeniem rzek i zakłóceniem równowagi ekosystemów. Mikroelektrownie wodne wewnątrz rurociągów to przykład zrównoważonego podejścia do energii wodnej, bez negatywnych skutków dla środowiska. Projekty z USA oraz Polski są przykładem innowacyjnego wykorzystania istniejących systemów wodnych.

Energia odnawialna z wody

Energia wodna to odnawialne źródło energii pozyskiwane z ruchu wód (rzek, mórz, oceanów) lub ich energii potencjalnej. Wykorzystuje się ją do produkcji prądu elektrycznego w elektrowniach wodnych, gdzie energia kinetyczna lub potencjalna wody, napędzając turbiny, zamieniana jest przez generatory na energię elektryczną. Jest to czyste źródło energii, ale budowa infrastruktury do jej pozyskiwania wiąże się z negatywnym wpływem na środowisko. 

Mikroelektrownia wodna, często określana jako mała elektrownia wodna (MEW), to instalacja produkująca energię elektryczną dzięki sile płynącej wody, zwykle o mocy poniżej 5 MW. Zalety obejmują niezależność energetyczną i niezawodność produkcji, a wady to ograniczona dostępność odpowiednich miejsc oraz negatywny wpływ na środowisko naturalne rzek, co może wpływać na żyjące w nich organizmy. 

Osmotyczna elektrownia w Japonii. Czy energia z wody morskiej ma przyszłość?

Przykład mikroelektrowni z USA

Jednym z innowacyjnych systemów, który nie stanowi zagrożenia dla środowiska jest jednostka HydroXS, opracowana przez InPipe Energy, Inc. To modułowy, mikro hydroelektryczny system energetyczny, przeznaczony do montażu w miejskich oraz przemysłowych rurociągach wodnych o średnicy od 4 do 110 cali. Jego zadaniem jest przetwarzanie ciśnienia płynącej wody na energię elektryczną przy pomocy mikroturbin o zmiennej prędkości obrotowej. Tego typu instalacje działają na terenie kilku obiektów miejskich i przemysłowych w Stanach Zjednoczonych, produkując od 300 000 do 876 000 kWh rocznie. System przepracował ponad 55 tys. godzin, osiągając 99% dostępności. Pozyskana energia elektryczna, dostarczana kablem do panelu energetycznego, może być wykorzystywana na miejscu lub przesyłana z powrotem do sieci.

Ponadto użytkownicy mają możliwość inteligentnego sterowania i precyzyjnego zarządzania ciśnieniem i przepływem w celu generowania energii i minimalizowania strat wody w rurociągach. System najlepiej sprawdza się w zbiornikach retencyjnych, instalacjach osmotycznych oraz w strumieniach ścieków.

Polskie elektrownie wodne

Polskie MEW to zazwyczaj instalacje o mocy do 5 MW, a w 2020 roku działało ich blisko 300. Oprócz nich, funkcjonują również przydomowe elektrownie wodne (do 50 kW) oraz duże obiekty, jak np. elektrownia Porąbka-Żar – druga co do wielkości elektrownia wodna w Polsce. Jest oparta na technologii szczytowo-pompowej, wykorzystuje zbiornik dolny Jezioro Międzybrodzkie, którego zapora znajduje się w Międzybrodziu Bialskim oraz górny, sztuczny zbiornik wybudowany jest szczycie góry Żar.

Chociaż w Polsce technologia mikroelektrowni wodnych umieszczonych w rurach kanalizacyjnych nadal nie jest powszechnie praktykowana, tego typu innowacja istnieje w Szczecinie, gdzie turbina o mocy 140 kW produkuje energię w rurociągu wodnym, dostarczającym wodę pitną. W tym celu wykorzystano różnicę poziomów między jeziorem Miedwie a Zakładem Produkcji Wody na Pomorzanach dokąd rurociągiem doprowadzana jest woda z akwenu. Spadek terenu między krańcowymi punktami wynosi 30 metrów, co pozwoliło na zamontowanie turbiny wodnej o mocy 140 kW. W 2025 roku szczecińska turbina osiągnęła wynik 320 MWh, co pokazuje potencjał tej technologii

Mikroturbiny zasilane energią z rurociągów mają szansę stać się czystym uzupełnieniem dla tradycyjnych elektrowni wodnych, które  nie są obojętne dla ekosystemów. Działalność w Szczecinie i projekty z USA mogą stać się fundamentem rozwoju czystej energetyki wodnej.

Zobacz też: Azja zagrożona konfliktem o wodę. Indie i Chiny ścierają się o budowę tam na Brahmaputrze

Źródła: Obserwator Gospodarczy, chemengonline.com, ZWiK Szczecin, Science in Poland, PGE Energia Odnawialna

Fot: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.