Техниката на ОИЕ и складирањето на енергијата во меѓувреме брзо се развиваше, па со најновите сознанија и врз основа на факти ќе видиме дека двете предложени решенија за Чебрен и 100%-ната примена на батериите треба да се отфрлат, бидејќи постојат пооптимални решенија.

1. Реверзибилните ХЕ (РХЕ), а не пумпно-акумулационите ХЕ (ПАХЕ) се патот по кој што треба да се оди

Веќе извесно време истакнувам дека многу поисплатлив начин за складирање се РХЕ со акумулации од резервоарски (базенски) вид се многу поисплатливи отколку ПАХЕ со своите огромни акумулации. Основната причина лежи во големата висинска разлика (бруто падот) помеѓу две природни акумулации, со многу мали брани на планините, отколку падот што се добива со изградба на една гигантска брана на река. Количеството на складирана енергија е втората важна причина. Да го разгледаме ова малку подетално.

Австралиските специјалисти за ОИЕ, организирани во групата RE100 при Австралискиот национален универзитет ANU стигнале можеби најдалеку во светот на ова подрачје и подготвиле атлас на илјадници потенцијални природни резервоари ширум планетата. Нивните податоци ги користат ООН, Светската Банка и Индија, а на мое барање добив извод од атласот за територијата на Македонија. Нашата земја, за разлика од Австралија, поседува многу потенцијално добри локации, а вкупниот капацитет на складирање изнесува околу 2000 GWh, што е околу 100 пати повеќе од нашите потреби, кои изнесуваат околу 20 GWh и тоа при целосна покриеност на потребите со ОИЕ.

Заради ниската цена и брзата изградба, моментално во светот околу 80% од новите капацитети за производство на електрична енергија се базирани на сончеви фотонапонски (ФН) централи и ветерни централи. Применувајќи складирање на енергијата, овој начин е дури поисплатлив од нуклеарните централи, иако и тие спаѓаат во групата извори на „зелена“ енергија. Впрочем, Австралија ќе оди по тој пат, така што до 2030 година 80% од производството ќе им биде покриено од ОИЕ, без потреба на енергија од јаглен и нуклеарна фисија.

Македонија треба да го следи овој пример и да ја засили изградбата на сопствени, државни ветропаркови, ФН централи и една реверзибилна ХЕ (РХЕ). Потребниот капацитет за складирање според светските норми изнесува околу 20 GWh на милион жители и тоа за случај на високоиндустријализирана земја и 100% покриеност со обновливи извори на енергија, што во нашиот случај би изнесувало околу 36 GWh. Потребната инсталирана моќност според истите норми би изнесувала 1 GW на милион жители, односно околу 1,8 GW.

Во стварност, реалните македонските потреби се многу помали (бидејќи не сме некаква индустриска сила) и изнесуваат околу 20 GWh за складирањето и 1 GW за моќноста. Македонија располага со 61 локации за капацитет на складирање од 15 GWh при 18 h време на складирање, 49 локации за 50 GWh и18 h складирање (секоја од нив доволна за држава со големина на Србија) и дури 17 локации за 150 GWh и 50 h складирање, од кои секоја е доволна за целиот Балкан. Тука се прикажани само најквалитетните и најисплатливите локации, со ранг од ААА (највисок), преку АА до А, додека пониските класи (B, C, D, E) воопшто не се прикажани, а ги има уште многу. Локациите се рангирани врз основа на специјален алгоритам и мерит-бројка како резултат на пресметките.

На следниот линк (тука) може да се отвори картата со локациите за 15 GWh локации, а со кликнување на маркерите се отвора атласот со основните карактеристики.

Три од овие локации се особено привлечни и евтини за изградба, бидејќи користат постоечки долни езерски акумулации (таканаречени „блу филд“ локации, околу езерата Козјак, Мантово и Тиквеш)), а горните акумулации се наоѓаат на голема висина и бараат многу малку градежни работи за изградба на земјените брани.

Слика 1: Една од предложените локации на горниот и долниот резервоар за реверзибилна ХЕ. Горната (1) се наоѓа на Сува Гора, а долната (2) е постоечкото Езеро Козјак. На картата се гледаат и други потенцијални локации за горни акумулации во природни вдлабнатини, иако помалку поволни.

Особено привлечна е локацијата прикажана на слика 1. Се работи за природна вдлабнатина на Сува Гора, на само 5,5 km од Езерото Козјак, што би било готова долна акумулација, со висинска разлика од дури 1.039 m, просечен наклон од дури 19% и сооднос на количеството вода кон ископаната земја од дури 135,1, што ја прави исклучително евтина за изградба.

На слика 2 се гледа формата на горната акумулација и местата на трите мали брани што би требало да се изградат. Маскималната висина на браните би изнесувала само 8 m, вкупната должина изнесува само 377 m, а волуменот на земјените работи изнесува само 100.000 кубни метри, што е 20 пати помалку отколку за ПАХЕ Чебрен, а освен тоа се работи за земја, а не за бетон. Доколку се изгради бетонска брана, нејзиниот волумен би изнесувал само околу 25.000 кубни метри, што е десетдневно производство на просечна приватна фирма за бетон. Во двете варијанти, браната би можела да ја изгради просечна домашна градежна компанија, од рангот на „Стентон градба“ од Битола и тоа за само неколку месеци. Ова е неспоредливо со браната на Голем Чебрен. Горното езерце би имало површина од само 55 ha (0,55 квадратни километри) и волумен на водата од 7,1 милиони кубни метри.

Слика 2: Изглед на предложената горна акумулација на Сува Гора за складирање на 15 GWh енергија во траење од 18 h. Бидејќи се работи за природна вдлабнатина на планината, потребни се само 3 мали брани, со максимална висина од само 8 m и вкупна должина од 377 m. Волуменот на земјата во браните, со наклон на косините од 1:3, изнесува само 0,1 Gl (гигалитар), односно 100.000 кубни метгри. Соодносот на волуменот на водата и волуменот на земјените работи изнесува дури 135:1, што ја прави изградбата многу лесна и евтина.

Висинската разлика е дури и преголема за само една единствена Франсисова турбина, но целата градба е толку евтина што се исплати вградување на две турбини во каскада, од кои едната би била под нивото на Езерото Козјак, а втората би била на половина пат до горната акумулација. Би требало да се вгради и една прекидна комора, заради стабилизирање на струењето и избегнување хидрауличен удар во цевководот.

Самиот цевковод, пак, бара само 0,5 km тунел низ планината во горниот дел, а останатите 5 km би биле обичен челичен цевковод, надвотрешно поставен на падината од планината.

Неколку збора за цената. Според австралиските извори, цената на складирањето, за овој голем пад и прилично стрм цевковод би била околу 10 пати пониска од цената на литиум-јонските батерии и би изнесувала само околу 24 USD/kWh капацитет, наспроти 200-400 USD/kWh за батериите (со вклучено вградување), при десеткратно подолг експлоатациски век (100 години за РХЕ наспроти 10, а најмногу 20 години за батериите).

Приближната вредност на браната за складирање на 20 GWh би изнесувала околу 24 USD/kWh * 20.000.000 kWh= 480 милиони USD. За турбините, цевководот, генераторот, трафо станицата, автоматиката, преносните линии и пристапниот пат, за инсталирана моќност од 1000 MW би биле потребни уште околу 662 USD/kW * 1.000.000 kW = 662 мил. USD. Вкупната цена на реверзибилната ХЕ што би ја задоволила нашата енергетска иднина со ОИЕ би изнесувала околу 1,1 милијарда американски долари, односно околу 1 милијарда евра.

За споредба, ПАХЕ Чебрен, со агрегати од само 333 MW и капацитет за складирање од одвај 4 GWh (при 12 часовно складирање, лимитирано од акумулацијата Орлов Камен) би чинела најмалку 700 милиони евра, а би задоволила одвај 20% од нашите потреби за складирање при 100% производство со ОИЕ. Чебрен би бил околу 5 пати поскап од предложената РХЕ, сметано по единица складирана енергија. Да го оставиме на страна тоа што ние едноставно не би биле во состојба да ја изградиме бетонската лачна брана на Голем Чебрен висока 190 m со вградени 2 милиони кубни метри бетон.

Погорната анализа би требало да претставува главен аргумент за откажување од ПАХЕ Чебрен. Но, Црна Река не би ја заборавиле за идна изградба на трите класични акумулациони ХЕ Галиште, Чебрен и Орлов Камен, но со со многу пониски, 100-метарски брани и помали и поевтини турбини. Хидроенергијата останува многу важен извор на енергија во периодите со малку сонце и ветер.

2. Дали има потреба од батериски системи за складирање на енергијата?

Накратко кажано, има потреба, но таа се сведува на само 10% од вкупно инсталираниот капацитет, споредено со реверзибилните  хидроелектрани (РХЕ). Според австралиските специјалисти, најповолно решение за складирање и балансирање на ОИЕ се хибридните системи, каде главниот капацитет за складирање на енергија го преземаат РХЕ, додека за задоволување на врвовите на моќноста, како и за периодите на старт и сопирање на РХЕ се користат литиум-јонските батерии.

Во светот денеска 95% од моќноста (во GW) и дури 99% од енергијата (во GWh) на системите за складирање го чинат РХЕ. Остатокот отпаѓа на електрохемиските методи (литиум-јонските батерии), термичките методи (со растопена сол), разни замавни тркала и конечно - водородот. Во иднина овој сооднос нема многу да се промени, бидејќи за капацитет над 100 MWh до денес не се изградени, ниту се исплати да се изградат батериски системи. Не е случајно што во Србија моментално се гради РХЕ „Бистрица“, а во Хрватска се градат дури 4 нови РХЕ. Грчките специјалисти со официјален став се обратилке до нивните власти и порачале во иднина да се градат РХЕ како најисплатливо решение за складирање на енергијата.

Накратко кажано, батериските системи служат само за зголемување инсталираната моќност (во GW) на системот за складирање, што ја намалува цената на турбините и генераторите во РХЕ. Поинаку кажано, не се исплати вградување на скапи турбини и генератори во РХЕ, кои во текот на денот се користат само 1-2 часа, туку за тоа се додаваат батерии. Од друга страна, самиот капацитет за складирање (во GWh) со РХЕ се зголемува само со зголемување на висината на браната (оваа висина во секој случај е мала), што доведува до минимално, маргинално зголемување на трошоците. За разлика од нив, кај батериските системи цената на складираната енергија (во GWh) расте пропорционално со капацитетот и тоа нагло ја крева цената. Во крајна линија, батериите ја креваат цената на складирањето и на целиот хибриден систем. Затоа оптималното учество на батериските системи се ограничува на само 10% од вкупниот капацитет, како што покажуваат пресметките објавени во разни научни трудови.

Ова нека им послужи како аргумент на нашите власти да престанат да ги слушаат бизнисмените-трговци и да се откажат не само од изградба на Голем Чебрен, туку и од вложување во батериски системи, освен споменатите 10% од капацитетот. Батериските системи се добри за балансирање на ОИЕ, но само за задоволување на преземените обврски при продавање на електричната енергија на пазарот „ден однапред“ во текот на дневните часови. За испорака на енергија навечер, на сопствениците на приватните ФН централи со батериски системи воопшто не им е грижа бидејќи навечер, кога нема сонце секако не продаваат, а за државата и гражаните ова е суштински важно прашање.

Препораката е јасна, потребна ни е итна изградба на РХЕ со капацитет за складирање од 20 GWh и инсталирана моќност од 1 GW, со додаток на 10% батериски системи. Во меѓувреме државата треба да инвестира во сончеви фотонапонски и ветерни централи и што побргу да се ослободи од енергијата од јаглен. Во иднина, како што ќе растат нашите потреби за електрична енергија, ќе треба да гради и класични акумулациони ХЕ на Црна Река или на Вардар.

Дури и ако нема јаглеродни пенали, па и во случај да добиеме пролонгирање на забраната за користење на енергијата од јаглен, тоа е слепа улица во развојот на домашната енергетика. Јаглен ние речиси и немаме повеќе, а за гасни централи не ни останува многу време, бидејќи до 2050 година би требало да се ослободиме и од гасот. Затоа сите сили, пари и напори треба да ги вложиме во ОИЕ, наместо во бескорисни проекти на општините и автопатиштата. Носител на тие проекти треба да биде државата бидејќи се работи за гарантирано профитабилни инвестиции, што не треба да им ги отстапуваме на приватници, било домашни или странски.

*******

Повеќе информации за локациите на потенцијалните РХЕ и нивните параметри можат да се најдат во спакуваните фајлови достапни долу, каде што на едно место се собрани податоците за Македонија од австралискиот атлас на локации за планински акумулкации.
Еве и неколку корисни линкови до резултатите на австралиските специјалисти:
https://re100.eng.anu.edu.au/2025/03/18/conversation-shortlisting-pumped-hydro-tool-choices/
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2516-1083/adaabd