Z cyklu „Pisane przy świeczce” cz.3
Po napisaniu dwóch pierwszych części niniejszego cyklu „Pisane przy świeczce” na temat występowania i nieuchronności blackoutów (czyli rozległych awarii sieci elektroenergetycznych), w branżowym czasopiśmie „Energetyka Cieplna i Zawodowa” nr 2/2010 napotkałam tekst Pana Jerzego Łaskawca pod znamiennym tytułem „Modlitwa o blackout”.
O ironio losu!!! Motorem mojego działania jest zapobieżenie ewentualnym, kolejnym awariom, a Pan Łaskawiec modli się o blackout! Gdy jednak zapoznałam się z treścią „Modlitwy o blackout” zrozumiałam przyczynę i przewrotność tytułu. Autor pod tekstem zamieszcza znamienny dopisek „pisane w dniu 18 stycznia 2010 r.” , czyli pisane w czasie usuwania awarii energetycznych m.in. w okolicach Częstochowy, a tekst kończy następująco:
„Co się jeszcze musi stać, aby było to zrozumiałe dla wszystkich? Cytowany już Adam Mickiewicz, rozgoryczony nieskutecznością wszystkich prób zdobycia przez Polskę niepodległości – po nieudanym Powstaniu Kościuszkowskim, po niespełnionym śnie o wolności przyniesionej przez Napoleona Bonaparte, po klęsce Powstania Listopadowego, nie widząc innej drogi do wolności, napisał coś strasznego z punktu widzenia humanizmu. W swej Litanii Pielgrzymskiej napisał „O wojnę powszechną za wolność ludów, Prosimy Cię, Panie”. Czy my mamy się pomodlić o blackout, aby ktoś zrozumiał o co chodzi w energetyce? Czy musimy się uczyć na swoich błędach, a nie jak inne kraje, na błędach innych albo z książek? Wszystkiego najlepszego życzę w Nowym Roku Naszym czytelnikom, zarówno tym, którzy mają szczęście przeglądać pismo przy świetle elektrycznym i tym, którzy czytają przy świecach…
Pełny, jednostronicowy tekst „Modlitwy o blackout” Pana Jerzego Łaskawca, w chwili pisania tego artykułu był dostępny na stronie internetowej Centrum Informacji o Rynku Energii: http://www.cire.pl/item,45340,2,27,28,0,152216,0,modlitwa-o-blackout.html
W artykule „Czy można uniknąć blackoutu?” pisałam:
„Każda awaria sieci energetycznej niesie z sobą zagrożenie mienia, zdrowia i życia ludzi. Sama w sobie jest niewątpliwie wydarzeniem negatywnym: groźnym i kosztownym. Ale może wymuszać pozytywne i konstruktywne działania, motywować do podejmowania nowych rozwiązań i wyzwań, może jednoczyć i niezwykle silnie motywować ludzi. Dlatego MOŻE być SZANSĄ na LEPSZE.”
Odnoszę wrażenie, że zarówno ja, jak i Pan Jerzy Łaskawiec, występujemy w tej samej sprawie. Choć każde z nas pisało niezależne teksty niemal w tym samym czasie i posługiwało się odmiennymi słowami i skojarzeniami, to wyrażało podobny niepokój.
Można zadać pytanie: Po co? Po co dwoje ludzi siedzi nad klawiaturą czy pustą kartką trapiąc się nad właściwym doborem słów? Nudzi im się? Ja mogę odpowiedzieć tylko we własnym imieniu – czuję taką potrzebę. Próbuję obudzić zainteresowanie społeczeństwa, którego sama jestem cząstką, do myślenia, do działania, do kreowania lepszej rzeczywistości.
Kończąc poprzedni artykuł zadałam pytanie: Jak mocne i kosztowne konstrukcje i urządzenia należałoby instalować, by uchronić się przed ciężarem takiego lodowego żywiołu?! A może należało zakopać pod ziemię linie napowietrzne?
Linia elektroenergetyczna napowietrzna jest to urządzenie posadowione na ziemi lub nad ziemią, przeznaczone do przesyłania energii elektrycznej. Jak mocne powinny być konstrukcje linii napowietrznych? Powołam się na opinie kolegów przytaczaną przy okazji tegorocznych awarii: waga oblodzonego odcinka przewodu trzykrotnie przekraczała jego wagę w warunkach standardowych, a przepisy przewidują dwukrotne wzmocnienie konstrukcji słupów linii napowietrznych. W tych okolicznościach trudno się dziwić, że słupy łamały się pod ciężarem tak ekstremalnie obciążonych przewodów. Budowa linii napowietrznych o wytrzymałości dwukrotnie większej, to szacunkowo dwukrotnie większy koszt inwestycji. Mało racjonalne wydaje się budowanie, a potem eksploatowanie, olbrzymich i kosztownych budowli dostosowanych do anomalii pogodowych występujących, mimo wszystko, sporadycznie.
Z drugiej strony rodzi się pytanie: Dlaczego umocowanie przewodów napowietrznych jest tak mocne i sztywne, że dochodzi do kosztownego naruszenia konstrukcji słupa, a nie do zadziałania jakiegoś zabezpieczenia lub zniszczenia mniej kosztownego elementu linii przesyłowej? Z pewnością bardzo przydatne byłoby skonstruowanie takiego elementu, czy układu zabezpieczeń, przelotowych słupów napowietrznych linii. To zadanie winno zainteresować konstruktorów.
Termin „kabel” początkowo określał przewód przystosowany do ułożenia w ziemi. Z czasem, ze względu na szersze zastosowanie przewodów kablowych, termin ten został rozszerzony na inne przypadki i dziś dotyczy również kabli układanych w kanałach kablowych, na ścianach, na konstrukcjach, w rurach, zawieszanych na linkach przenośnych itp. Linie kablowe stosuje się przede wszystkim tam, gdzie prowadzenie linii napowietrznych jest kłopotliwe oraz niewskazane ze względu na gęstą zabudowę i wysokie uprzemysłowienie.
Teoretycznie każdy napowietrzny układ przesyłowy może być zastąpiony równoważnym z nim układem przesyłowym kablowym. Współczesne technologie i opracowane nowoczesne konstrukcje, umożliwiają budowę linii energetycznych nawet najwyższych napięć do 400kV. Czyli współczesna sztuka inżynierska, teoretycznie pozwala na skablowanie wszystkich napowietrznych linii energetycznych w Polsce począwszy od linii niskiego napięcia, po linie najwyższych napięć 400kV. (W polskim systemie elektroenergetycznym jest odcinek linii przesyłowej 750kV Rzeszów-Chmielnicka, ale jest on od dłuższego czasu nieczynny).
Ogólnie rzecz biorąc linie kablowe są dużo droższe od linii napowietrznych. I to jest główny powód, przez który do dzisiaj są one tak często w zasięgu naszego wzroku. Linie kablowe stosuje się w uzasadnionych ekonomicznie przypadkach. Na przykład wtedy, gdy istnieje konieczność poprowadzenia trasy linii w poprzek dużych zbiorników wodnych. Gdy planowana jest rozbudowa i zwiększony w przyszłości pobór energii (dołożenie kabla jest łatwiejsze niż cała przebudowa linii napowietrznej). Gdy linia koliduje z obszarami zamieszkanymi to, ze względów estetycznych, krajobrazowych, urbanistycznych, chowa się linię pod ziemię.
Wysoki koszt osprzętu i przewodów przesyłowych linii kablowych, koniecznych rozległych i skomplikowanych prac ziemnych, znacznie podraża inwestycje linii kablowych. Każda z linii kablowych wysokiego napięcia jest rozwiązaniem jedynym w swoim rodzaju, prototypowym.
Statystycznie koszt budowy linii kablowej 400kV jest od około 8 do 25 razy większy od kosztu budowy równoważnej linii napowietrznej. Koszty eksploatacyjne linii kablowych 400kV są z kolei niższe około 7 razy od ich odpowiedników napowietrznych.
Szacunkowo przyjmuje się, że ilość „przerobionej ziemi” w czasie budowy linii kablowej wysokiego napięcia jest ponad 30 razy większa niż przy pracach ziemnych związanych z budową linii napowietrznej. Statystycznie w liniach napowietrznych jest większa ilość zakłóceń typu przemijającego, które trwają kilka sekund. Natomiast naprawa uszkodzeń linii kablowej, choć statystycznie rzadsza, wiąże się z długotrwałą i kosztowną naprawą, która może się przedłużyć do wielu godzin lub dni.
Warunki termiczne, w jakich pracują kable pod ziemią w tunelach kablowych, skutkują znacznymi ograniczeniami przesyłowymi, co następnie przekłada się na konieczność zastąpienia na przykład jednego toru linii napowietrznej 400kV, dwoma torami linii kablowej 400kV. Z tego powodu linie kablowe zajmują szerszy pas terenu, osuszają glebę i ze względu na podziemne tunele ingerują w rozpływ wód gruntowych.
Najdłuższe odcinki przewodów kabla wysokiego napięcia to średnio 700 do 1000 metrów. Odcinki te łączone są za pomocą muf. Bębny, na których nawija się przewody kablowe mają masę rzędu 40-50 ton. Komplikuje to zrealizowanie inwestycji. Powoduje konieczność zapewnienia bezpiecznego dojazdu na miejsce ułożenia kabli, z możliwością korzystania z drogi dojazdowej o odpowiedniej nośności i napowietrznymi elementami linii kablowej. Na przykład jedna z pracujących linii kablowych wysokiego napięcia – linia 400kV Londyn z 2005 roku – usadowiona została w tunelu o długości 20 km i średnicy 3 metrów, z wymuszonym obiegiem powietrza, z siedmioma szybami wentylacyjnymi, ze stałym monitoringiem działania linii, o sumarycznej długości wszystkich kabli 60 km, z ilością aż 60 muf i 6 głowic w nowoczesnej technologii GIS. Ten przykład linii kablowej wysokiego napięcia najlepiej obrazuje jak ogromne i skomplikowane są to budowle.
W ostatnich latach znane są przykłady skutecznego blokowania nowych inwestycji energetycznych przez lokalną społeczność. Z jednej strony występuje społeczne oczekiwanie na coraz większe i pewniejsze dostawy mocy, a z drugiej dochodzi do ostrych i gwałtownych protestów budowy nowych linii napowietrznych w pobliżu osiedli mieszkaniowych. W przyszłości energetyka będzie zmuszona godzić te przeciwstawne oczekiwania.
Odpowiedź na tytułowe pytanie „Czy należy zakopać linie energetyczne?” jest więc bardzo prosta. Tak, tam, gdzie jest to ekonomicznie i społecznie uzasadnione, trzeba korzystać ze wszelkich technicznych udoskonaleń w zgodzie z rozsądkiem, w poszanowaniu matki Ziemi oraz interesów naszych i przyszłych pokoleń. Za każdym razem winna to być indywidualna kalkulacja i obiektywna decyzja inwestycyjna, bowiem ogólny szacunkowy koszt budowy linii napowietrznych jest wciąż dużo tańszy od kablowych i znacząco rośnie wraz ze wzrostem poziomu napięcia linii.
Konieczność rozwoju sieci elektroenergetycznej oraz coraz trudniejsze uzyskiwanie społecznej akceptacji dla budowy linii napowietrznych wysokich napięć wskazuje, że w najbliższym czasie należy spodziewać się rozbudowy sieci wielotorowych, wielonapięciowych w wykonaniu kompaktowym, w miejsce istniejących linii napowietrznych oraz, mimo ograniczeń technicznych i ekonomicznych, rozwoju sieci kablowych. Pozostaje otwarte pytanie: Skąd wziąć fundusze na realizację tych inwestycji? Odpowiedź na nie pozostawię na dalsze rozważania, bowiem w pierwszej kolejności chcę się zająć tematami, które dotyczą każdego odbiorcy energii elektrycznej, w tym również każdego czytelnika tej gazety.
mgr inż. Krystyna Baum absolwentka Politechniki Częstochowskiej, Politechniki Warszawskiej i Akademii Ekonomicznej w Katowicach. Pracownik energetyki od 1983 roku.
Krystyna Baum