Projekt Črpalne hidroelektrarne (ČHE) Kozjak na Dravi

Projekt ČHE Kozjak je vključen v »Razvojni načrt prenosnega sistema Republike Slovenije od leta 2023 do leta 2032« in v Nacionalni energetski in podnebni načrt.

Projekt ČHE Kozjak je del poslanstva družbe Dravske elektrarne Maribor, ki je vodilna družba skupine HSE pri zelenem prehodu. S tega vidika in z vidika priložnosti za lokalno okolje ter shranjevanja prekomerno pridobljene električne energije, je projekt strateško pomemben za celotno državo.  

Projekt je del sodelovanja dveh investitorjev, družbe DEM in družbe ELES.

Dravske elektrarne Maribor, ki so del skupine HSE, so vodilno podjetje na področju učinkovite rabe obnovljivih virov v Sloveniji, ki s svojo razvojno naravnanostjo zagotavljajo kakovostno energijo na okolju prijazen način, s ciljem ekonomske učinkovitosti in skladnega trajnostnega razvoja okolja in tržišča, na katerem delujejo.

Namen uvajanja hranilnikov električne energije je povečanje fleksibilne proizvodnje za potrebe izvajanja storitev izravnave na trgu električne energije ter hkratne razbremenitve obstoječih proizvodnih enot v skupini HSE z vidika dinamičnega obratovanja.

Hranilnik (ČHE Kozjak) bo omogočil hranjenje in porabo, ko obnovljivi (nestanovitni) viri ne bodo proizvajali električne energije.

Črpalna hidroelektrarna je del obnovljivih virov energije, ki so naš zaveznik pri spopadanju z zmanjševanjem vplivov na podnebne spremembe, omogočajo večjo energetsko varnost in zmanjšujejo odvisnost od uvoza električne energije. Objekt bo zgrajen varno, strokovno in v sodelovanju z lokalnim okoljem. ČHE Kozjak bo hranil presežke proizvedene električne energije, s čimer bo zmanjšal izgube energije in prispeval k stabilnejšemu omrežju.

Strokovnost projekta je zagotovljena z lastnim znanjem, s sodelovanjem z najuglednejšimi slovenskimi institucijami s tega področja in z mednarodnim sodelovanjem. Poleg slovenskih sodelujejo tudi strokovnjaki in univerze iz EU.

Zeleni prehod je poslanstvo družbe DEM, s katerim skrbi za naravo in zmanjšuje onesnaženost okolja. Mar ji je za pomisleke lokalnega okolja, zato bo potekala redna komunikacija in obveščanje o aktivnostih pri projektu.

O zaključkih posameznih korakov bomo deležnike in javnosti proaktivno seznanjali, že sedaj pa smo na razpolag za pojasnila na vprašanja preko e-pošte chekozjak@dem.si ali preko brezplačne telefonske številke 080 1140.

Črpalna hidroelektrarna je vrsta hranilnika električne energije. Gre za konfiguracijo, sestavljeno iz dveh vodnih bazenov na različnih nadmorskih višinah, ki omogoča proizvodnjo električne energije, ko teče voda iz višje v nižje ležeč bazen čez turbino (praznjenje). Hkrati je ČHE tudi porabnik električne energije, ko črpa vodo iz nižje v višje ležeč bazen (polnjenje). ČHE deluje podobno kot ogromna baterija, saj lahko shranjuje energijo in jo sprosti, ko je to potrebno. V režimu viškov deluje ČHE kot črpalka, v režimu pomanjkanja pa kot hidroelektrarna. Črpalne hidroelektrarne so neto porabnice električne energije, vendar omogočajo hranjenje električne energije proizvedene iz obnovljivih virov, ki je drugače ne bi bilo možno proizvesti.

Kako deluje črpalna hidroelektrarna?

Glavni namen črpalne hidroelektrarne ni, kot pri pretočnih hidroelektrarnah  na reki Dravi, neprestano izkoriščanje pretoka in stalna proizvodnja električne energije. Namen je shranjevanje viška električne energije, ki ga pridelamo predvsem z nestanovitnimi obnovljivimi viri energije (sonce, veter). Ko sončne in vetrne elektrarne zaradi oblačnega vremena oziroma brezvetrja ne morejo proizvajati dovolj električne energije, začne ČHE prelivati vodo iz zgornjega v spodnji bazen preko turbine in tako poskrbi za nemoteno oskrbo električnega omrežja.

1

Slika: Ključni deli črpalne hidroelektrarne

Pri črpalni hidroelektrarni imamo torej dva režima delovanja. Ob viških električne energije generator deluje kot motor, ki poganja turbino, da le-ta črpa vodo. Ob pomanjkanju električne energije vodni pretok poganja turbino, ta pa je preko gredi povezana z generatorjem, ki mehansko pretvarja v električno energijo.

Pomen črpalne hidroelektrarne

Zaradi naraščanja proizvodnje električne energije iz energije sonca in vetra se v določenih obdobjih pojavljajo viški električne energije, ki jih odjemalci nismo sposobni porabiti v trenutku proizvodnje. Do sedaj smo morali viške uravnavati z zmanjševanjem proizvodnje električne energije na pretočnih hidroelektrarnah, kar pomeni zmanjševanje proizvodnje električne energije iz obnovljivih virov in dodatno obremenjevanje opreme, ki pospešuje obrabo. Rešitev za shranjevanje električne energije bi lahko predstavljale baterije, katerih kapaciteta je trenutno še premajhna in zaradi vsebnosti redkih kovin predstavljajo veliko obremenitev za okolje. Boljši odgovor predstavlja črpalna hidroelektrarna, ki prav tako služi kot hranilnik električne energije in lahko shrani ogromne količine energije. »Zelene baterije« je izraz, ki ga mnogokrat povezujemo s črpalnimi hidroelektrarnami.

Postavljanje novih in večjih črpalnih hidroelektrarn omogoča širjenje obnovljivih virov energije in s tem povečanje deleža energije iz zelenih virov, brez izgube zanesljivosti pri oskrbi z električno energijo.

Prednosti črpalnih hidroelektrarn

  • ČHE spadajo med obnovljive in trajnostne vire električne energije;
  • Omogočajo širjenje obnovljivih virov energije (veter, sonce);
  • Omogočajo shranjevanje viškov proizvodnje električne energije in s tem izkoriščenost drugih zelenih virov (vodna energija);
  • Predstavljajo sistemsko rezervo;
  • Visok izkoristek (70 do 85 odstotkov);
  • Nizki stroški obratovanja in dolga življenjska doba objekta (80 do 100 let);
  • Po izgradnji ČHE le-ta ne povzroča direktnega onesnaževanja,
  • Preizkušena in uveljavljena tehnologija shranjevanja električne energije;
  • Omogoča shranjevanje ogromnih količin energije;
  • Vpliv na rastlinstvo in živalstvo je minimalen;
  • Visoka fleksibilnost delovanja;
  • Možnost kontrole vodnega toka (varovanje pred poplavami).
     

Dravske elektrarne Maribor, kot nosilec koncesije za energetsko rabo reke Drave, nameravajo zgraditi črpalno hidroelektrarno, ki bo delovala v okviru verige hidroelektrarn na Dravi. Sedanja raba slovenskega dela reke Drave predstavlja verigo osmih velikih elektrarn od Dravograda do Ormoža. Načrtovana ČHE Kozjak je tako tehnično smiselno nadaljevanje energetske rabe te reke. ČHE bo proizvajala vršno energijo v času dnevnih konic, bo pa tudi pomembna za potrebe hitre rezerve v elektroenergetskem sistemu ter za sistemske storitve primarne in sekundarne regulacije ter regulacije napetosti.

Ključni objekti v okviru projekta so naslednji:

  • Zgornji akumulacijski bazen, ki bo izgrajen na Kolarjevem vrhu z gravitacijsko pregrado okoli celotnega bazena, asfaltirano notranjo površino z vtočno-iztočnim objektom cilindrične oblike ter dovozno cesto na krono bazenske pregrade. Koristni volumen bazena bo znašal približno 3 milijone m3;
  • Vertikalni tlačni cevovod, ki povezuje zgornji akumulacijski bazen in strojniško kaverno. Tlačni cevovod jeklene izvedbe, ki bo ob-betoniran, bo imel dolžino približno 750 metrov;
  • Kaverna strojnice je tlorisno orientirana pravokotno na dovodno/odvodni sistem, višinsko pa je prilagojena ustrezni potopitvi turbine, kar določa položaj njene osi. V kaverno strojnice bosta vgrajena dva agregata z reverzibilno črpalno turbino in generator motorjem z vso pomožno opremo ter mostnim dvigalom;
  • Transformatorska kaverna je locirana vzporedno na dol-vodni strani strojnične kaverne in je od nje odmaknjena za okrog 30 metrov. V kaverni bosta nameščena glavna transformatorja z razvodom kablov;
  • Glavni dostopni tunel se prične z vstopnim portalom na nivoju 286 m n. m.. Trasa tunela se najprej dviga v naklonu enega odstotka, kar omogoča odvodnjavanje hribinske vode med gradnjo, nato pa spušča v naklonu deset odstotkov do začetka transformatorske kaverne. Na odseku med kavernama je trasa vodoravna na nivoju montažnega platoja. Razen dostopa je tunel predviden še za odvod izrabljenega zraka, odvod drenažne vode, kanalizacijo, hidrantno omrežje, SN kable, komunikacijske kable ter odvod dima;
  • Presek servisnega tunela je podkvaste oblike s polkrožno kaloto, predvidene dolžine okrog 2.240 metrov. Od vstopnega portala se trasa tunela najprej dviga v naklonu enega odstotka, kar omogoča odvodnjavanje hribinske vode med gradnjo, nato pa spušča v naklonu deset odstotkov do kalote transformatorja in kalote strojnice. V fazi izgradnje služi kot raziskovalni tunel in za pristop v kaloto transformatorska kaverne, kaverne strojnice in vodo-stana, v končni fazi pa za vodenje 400 kV kablov, za zajem svežega zraka in za evakuacijo;
  • Odvodni tunel poteka od združitve podaljškov obeh sesalnih cevi do spodnjega vtočno-iztočnega objekta. Predvidena dolžina tunela znaša okrog 2.230 metrov, v nagibu treh odstotkov;
  • Za kompenzacijo vodnega tlaka na odvodno-dovodnem tunelu je predviden vodo-stan. Zasnovan je kot jašek cilindrične oblike višine približno 100 metrov. Zgornji del cilindra, ki je podvržen nihanju gladin, je večji. Njegov premer znaša 20 metrov in višina 41 metrov;
  • Na spodnjem platoju bodo locirani vtočno-iztočni kanal črpalne hidroelektrarne v Dravo, komandna zgradba, tehnološki objekt (diesel agregat, SN stikališče, transformatorji, baterije …) in 400 kV GIS stikališče. S platoja bosta urejena vhoda v glavni dostopni tunel (s kote 286.0 m. n. m.) in v servisni tunel s kote 302.9 m n. m.
  • 2 x 400 kV daljnovod za priključitev elektrarne v elektroenergetsko omrežje Slovenije;
  • Območje omilitvenih ukrepov.

2

Glavne dimenzije in specifikacije načrtovane črpalne hidroelektrarne Kozjak:

  • moč: 2 x 220 MW;
  • daljnovod: 2 x 400 kV;
  • bruto padec: 710 metrov;
  • koristni volumen akumulacijskega bazena: približno 3 milijone m3,
  • maksimalna kota zajezitve: 992 m n. m.;

Na spodnji sliki je v prerezu prikazana izvedba črpalne hidroelektrarne s postavitvijo strojnice v kaverni. Prikazani so vsi ključni deli črpalne hidroelektrarne z izjemo daljnovodne povezave.

3

Slika: Prečni prerez ČHE Kozjak

Na skrajnem levem robu slike se nahaja spodnji plato s spodnjim vtočno-iztočnim objektom, ki se nadaljuje v odvodni tunel. Na koncu odvodnega tunela (desno spodaj) se nahaja kaverna strojnice, kjer sta vgrajeni dve reverzibilni Francisovi turbini. Turbini imata možnost delovanja v turbinskem in črpalnem režimu. Iz kaverne strojnice se navpično dviguje tlačni cevovod, preko katerega se zaključi zanka med reko Dravo in zgornjim akumulacijskim bazenom. Ta se na sliki nahaja desno zgoraj.

Dodatno so na sliki vrisani še servisni in dostopni tunel ter vodostan z ventilacijskim jaškom. Z zeleno črto je vrisan profil terena.
 

Za projekt črpalne hidroelektrarne Kozjak na Dravi in 2 x 400 kV daljnovodna povezava do obstoječega mednarodnega daljnovoda Maribor – Kainachtal je bila leta 2011 sprejeta Uredba o državnem prostorskem načrtu (DPN) za črpalno hidroelektrarno na Dravi in daljnovodno povezavo ČHE–RTP Maribor (Uradni list RS, št. 12/11) na podlagi izdelanega idejnega projekta (IBE) iz leta 2005 in pozitivne okoljske ocene v Okoljskem poročilu (VGB, 2007, dop. junij 2010). Z državnim prostorskim načrtovanjem je bila določena prostorska ureditev Črpalne hidroelektrarne Kozjak, območje državnega prostorskega načrtovanja, prostorski izvedbeni pogoji za projektiranje in usmeritev za določitev namenske rabe prostora v občinskih izvedbenih aktih za to območje.

DPN zajema območje s skupno površino približno 280 hektarjev. Od tega lahko smiselno po segmentih ločimo:

  • Območje zgornjega akumulacijskega bazena in trajne deponije obsega – približno 58 hektarjev;
  • Območje spodnjega platoja s vtočno-iztočnim objektom – približno 9 hektarjev;
  • Območje omilitvenih ukrepov – približno 5 hektarjev;
  • Območje trase daljnovodne povezave – približno 180 hektarjev;
  • Območje odvodnega tunela – približno 4 hektarje.

Preostalih 24 hektarjev predstavljajo dostopne ceste in območje križišča predvidenega za rekonstrukcijo v Spodnji Selnici.

Na spodnji sliki je grafično prikazano območje Uredbe o državnem prostorskem načrtu za črpalno hidroelektrarno na Dravi in daljnovodno povezavo ČHE-RTP Maribor in umeščeno v prostor. 

situacija
 

Kot je razvidno iz zgornje slike, se projekt izgradnje Črpalne hidroelektrarne Kozjak in 2 x 400 kV daljnovodne povezave geografsko razteza čez tri občine: Selnica ob Dravi, Maribor in Pesnica.

Največji gradbeni posegi se bodo vršili v Občini Selnica ob Dravi, kjer je predvidena izgradnja vseh ključnih elementov črpalne hidroelektrarne (zgornji akumulacijski bazen, tlačni cevovod, transformatorska in strojniška kaverna, odvodni cevovod, dostopni in servisni tunel, vodo-stan, vtočno-iztočni objekt in del daljnovodne povezave) in rekonstrukcija potrebnih dostopnih cest do zgornjega akumulacijskega bazena.

V Mestni občini Maribor je načrtovana izgradnja daljnovodne povezave in vzpostavitev območja za omilitvene ukrepe. V Občini Pesnica je načrtovana izgradnja zaključka daljnovodne povezave in vzankanje v obstoječi daljnovod Maribor – Kainachtal.

Skupna dolžina daljnovodne povezave znaša 21,7 kilometra in zajema 70 stojnih mest, od tega:

  • Selnica ob Dravi: 7,2 kilometra (24 stojnih mest);
  • Maribor: 10,5 kilometra (34 stojnih mest);
  • Pesnica: 4 kilometre (12 stojnih mest).

V Občini Selnica ob Dravi projekt tangira približno 542 zemljišč, v Mestni občini Maribor 424 in v Občini Pesnica 145. Zemljišča, kjer je predvidena trajna zasedba so predvidena za odkup. To so predvsem zemljišča na območju zgornjega akumulacijskega bazena in spodnjega platoja z vtočno-iztočnim objektom ter na območju omilitvenih ukrepov.

Služnost se bo pridobivala na cestnih površinah in stojnih mestih daljnovodne povezave.

 

Projekt izgradnje ČHE Kozjak in 2 x 400 kV daljnovodne povezave ima dva investitorja. To sta dve poznani in priznani ter zaupanja vredni slovenski gospodarski družbi: Dravske elektrarne Maribor, d. o. o. in ELES, d. o. o., operater kombiniranega prenosnega in distribucijskega elektroenergetskega omrežja.

Faze projekta

V osnovi je projekt ČHE Kozjak razdeljen na štiri faze:

  • Predinvesticijska faza zajema aktivnosti pri pripravi projektne in tehnične dokumentacije, investicijske dokumentacije, izvedbi raziskav, študij in monitoringov za potrebe presoje vplivov na okolje (PVO) do vključno pridobitve gradbenega dovoljenja;
  • Investicijska oziroma izvedbena faza zajema pripravo projektne in tehnične dokumentacije, fazo gradnje objektov in montaže opreme vključno z zagonom elektrarne, šolanjem osebja ter pridobitvijo uporabnega dovoljenja;
  • Faza uporabe objekta nastopi po zaključenem zagonu objekta ter pridobljenem uporabnem dovoljenju, objekt se preda v uporabo in vzdrževanje za življenjsko dobo objekta;
  • Faza razgradnje sledi po zaključeni življenjski dobi objekta.

Predinvesticijska faza

Predinvesticijska faza zajema vse aktivnosti v obdobju do pridobitve gradbenega dovoljenja po integralnem postopku (IGD), vključno s pripravo projektne dokumentacije, pridobitvijo okoljevarstvenega soglasja (OVS) in postopek izdaje gradbenega dovoljenja. Ključne aktivnosti predinvesticijske faze so:

  • Vzpostavitev ustrezne organizacijske oblike na strani naročnika in inženirja za izvajanje aktivnosti pri projektu ter zagotovitev ustreznih izvajalcev;
  • Izdelava projektne in tehnične dokumentacije (DPP, DGD, novelacija IDP, RD);
  • Izdelava investicijske dokumentacije (DIIP, PIZ, IP);
  • Pridobivanje zemljišč (odkupi in/ali služnosti);
  • Vzpostavitev ustrezne organizacije komuniciranja z deležniki in javnostmi;
  • Izdelava presoje vplivov na okolje (PVO) z vsemi pripadajočimi strokovnimi podlagami;
  • Izdelava strokovnih podlag in študij;
  • Priprava vloge za IGD ter sodelovanje in podpora pri upravnem postopku pridobivanja IGD za objekt ČHE Kozjak in priključni 2 x 400 kV daljnovod;
  • Koordinacija med obema investitorjema.

Izvedbena faza

Izvedbena faza zajema vse potrebne aktivnosti za realizacijo projekta po pridobitvi integralnega gradbenega dovoljenja. Izvedbena faza zajema: pripravljalna dela, dostopne ceste, gradbena dela na vseh delih objekta ČHE Kozjak (V/I objekt, stikališče, vsi tuneli in cevovodi, obe kaverni, vodo-stan, akumulacijski bazen), dobava in vgradnja vse elektro, strojne in hidromehanske opreme, izgradnja 400 kV daljnovoda, zagotovitev omilitvenih ukrepov, vsa testiranja, poskusno obratovanje, odpravo napak v garancijski dobi in vse aktivnosti do pridobitve uporabnega dovoljenja za objekt.

Pregled ključnih, že opravljenih aktivnosti: 

  • 2003: Izdelava predinvesticijske zasnove in idejnih rešitev
  • 2005: Izdelava idejnega projekta (strojnica v jašku v prostoru pod Kozjakom)
  • 2006: Revizija idejnega projekta (Lahmeyer International Frankfurt – pozitivna)
  • 2008: Izdelava investicijskega programa in podlog za DPN
  • 2011: Sprejeta uredba o DPN za ČHE Kozjak skupaj s 400 kV daljnovodom
  • 2012: Optimizacija projekta zaradi zagotavljanja boljših tehničnih karakteristik (noveliran IDP)
  • 2012: Revizija noveliranega idejnega projekta (Lahmeyer International Frankfurt – pozitivna)
  • 2021: Študija EKC – Techno economic assessment of PSP Kozjak and other potential projects in HSE group in terms of wholesale market operation and ancillary services provision, EKC, Beograd
  • 2022: Preverba veljavnosti uredbe DPN in izdelan Predlog izbora ustrezne tehnologije za zagotavljanje fleksibilnosti (IBE, december 2022)

Ključne planirane aktivnosti do pridobitve gradbenega dovoljenja

Zastavljen terminski plan predvideva pridobitev integralnega gradbenega dovoljenja do konca leta 2026. V letu 2027 pa se prične izvedbena faza projekta s pripravljalnimi deli. V nadaljevanju so predstavljene bolj pomembne aktivnosti do konca leta 2026.

2024:

  • Noveliran in recenziran idejni projekt (IDP);
  • Izdelava projektne dokumentacije za pridobitev projektnih in drugih pogojev (DPP);
  • Pričetek izdelave dokumentacije za razpis (DZR);
  • Izdelava dokumenta identifikacije investicijskega projekta (DIIP);
  • Pričetek odkupov in pridobivanja služnosti na zemljiščih;
  • Izdelani in prevzeti hidravlični modeli obeh vtočno-iztočnih objektov.

2025:

  • Izdelava projektne dokumentacije za pridobitev mnenj in gradbenega dovoljena (DGD);
  • Razpisna dokumentacija za LOT TGD;
  • Izdelava predinvesticijske zasnove (PIZ);
  • Izdelava vseh strokovnih podlag in presoje vplivov na okolje (PVO)
  • Usklajevanje PVO in DGD;
  • Hidravlične raziskave račve in vodo-stana;
  • Študije električnih parametrov.

2026:

  • Pričetek izdelave projektne dokumentacije za izvedbo gradnje (PZI);
  • Razpisna dokumentacija za LOT A1, A2, EO, MT
  • Izdelava investicijskega programa IP;
  • Zaključek aktivnosti na pridobivanju zemljišč;
  • Oddaja vloge za gradbeno dovoljenje ter pridobitev gradbenega dovoljenja za pripravljalna dela.
     

Projekt je trenutno v predinvesticijski fazi, kar pomeni, da se izvajajo vse aktivnosti, potrebne za pridobitev integralnega gradbenega dovoljenja.

Trenutna glavna aktivnost projekta, ki je pomembna za naročnika, naročnikovega inženirja in zunanjega projektanta je novelacija idejnega projekta. Idejni projekt je nadgradnja idejne zasnove in podrobneje opredeljuje vse elemente inženirskega objekta. Na osnovi idejnega projekta se bo v tem letu pričela tudi izdelava projektne dokumentacije za pridobitev projektnih in drugih pogojev (DPP) ter projektna dokumentacija za pridobitev mnenj in gradbenega dovoljenja (DGD).

V teku oziroma v fazi naročanja so vse strokovne podlage, ki jih je potrebno izdelati za izvedbo presoje vplivov na okolje (PVO). Potrebne vsebine strokovnih podlag in analize, ki podrobneje preučujejo vpliv na okolje in človeka, so definirane z Uredbo o sprejetem državnem prostorskem načrtu.

Med pomembnejše aktivnosti prištevamo tudi aktivnosti na področju pridobivanja zemljišč oziroma pravice graditi. V pridobivanju so cenitve nepremičnin, ki jih bo DEM kot investitor odkupil za potrebe črpalne hidroelektrarne. Na osnovi cenitev se bodo v tem in prihodnjem letu z lastniki zemljišč sklepale kupoprodajne pogodbe.

Cilj družbe Dravske elektrarne Maribor in države je izgradnja strateškega hidroenergetskega objekta, ki bo omogočal hranjenje električne energije ob napovedani postavitvi sončnih in drugih elektrarn, ki koristijo nestanovitne, obnovljive vire.

 

Zgibanka - ČHE Kozjak.pdf

Predstavitev ČHE Kozjak.pdf

 

Deležnikom in javnostim smo za dodatna vprašanja oziroma pojasnila na razpolago preko e-naslova chekozjak@dem.si ali preko brezplačne telefonske številke 080 1140.