Gabinet Krzysztofa Majchera, dyrektora Zespołu Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce w Solinie, od wysokiej na 60-metrów ściany wody dzieli gigantyczna konstrukcja z betonu, podzielona na 43 sekcje. Zbudowana w latach 60. zapora na Sanie jest największą w Polsce. Znajdująca się tu elektrownia wodna posiada moc 200 MW i ma ogromne znaczenie dla bezpieczeństwa systemu sieci elektroenergetycznej kraju. Gdyby nastąpiła awaria i zostały unieruchomione konwencjonalne elektrownie, cztery turbiny w Solinie w ciągu 180 sekund osiągną pełną moc i pomogą na nowo uruchomić system elektroenergetyczny. To jedna z wielu funkcji obiektu, który przekazano do eksploatacji 20 lipca 1968 roku – ponad 50 lat temu.
Nad wykorzystaniem energetycznym rzek zachodniej Galicji zaczęto zastanawiać się jeszcze na przełomie XIX i XX wieku. Na możliwość wykorzystania spadów wodnych karpackich rzek do produkcji energii elektrycznej zwrócili uwagę naukowcy Szkoły Politechnicznej we Lwowie. Sprawa została poruszona w Sejmie Galicyjskim w 1901 roku, czego efektem były dalsze prace nad pomysłem budowy elektrowni wodnych. Inżynier Karol Pomianowski z Politechniki Lwowskiej pokierował pierwszymi badaniami i w latach 1905-1908 opublikował czterotomowe dzieło pt. „Siły wodne w Galicji”, a w 1921 roku przygotował koncepcję zabudowy stopniami wodno-energetycznymi odcinka Sanu od ujścia Solinki do ujścia Osławy.
– Co do wykorzystania energetycznego Sanu, wykonywano różnego rodzaju modele i szacunki. Miało to związek nie tylko z potencjałem energetycznym wody, ale również z próbą ochrony mieszkańców przed powodziami, na tym terenie gwałtownymi i niszczącymi, ponieważ stan rzek był kapryśny. W latach 20., a także później – w latach 50. myślano o wybudowaniu wielu stopni na rzece San. Tych stopni, w zależności od koncepcji, było nawet kilkadziesiąt. W jednej z propozycji wykorzystania energetycznego Sanu planowano kilkanaście stopni, od Soliny i Myczkowiec po Rudnik n. Sanem – opisuje Krzysztof Majcher, dyrektor Zespołu Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce w Solinie, będącego oddziałem PGE Energia Odnawialna S.A.
W kraju, który dopiero co odzyskał niepodległość, ostro zabrano się do inwestycji w przemysł. Elektrownie miały znaczenie strategiczne, więc już w 1920 roku przystąpiono do budowy stopnia wodnego w Myczkowcach.
– Miał on mieć znaczenie zarówno retencyjne, jak i służyć produkcji energii elektrycznej – wyjaśnia Krzysztof Majcher. – Prace prowadziła firma belgijska. Pod górą Grodzisko wykuto kanał derywacyjny do odprowadzania wody spiętrzonej w Myczkowcach na drugą stronę, omijając 3,5-kilometrowe zakole Sanu wokół góry, by spadająca woda posłużyła do produkcji energii. Firma zbankrutowała ze względu na trudne warunki terenowe i kryzys ekonomiczny. Kanał pozostał niewykorzystany przez wiele lat. W 1934 roku doszło do największej w międzywojennej Polsce powodzi i temat wykorzystania energetycznego rzek powrócił.
Rozpoczęto prace geologiczne, przygotowywano nawet infrastrukturę konieczną do prowadzenia takiej inwestycji – w tym celu jeszcze do 1939 roku powstała część drogi od Bóbrki w kierunku Soliny. A potem nastał wrzesień 1939 roku i wszystko zostało zatrzymane. Po wojnie na Sanie przebiegała granica między Polską a Związkiem Radzieckim, więc o inwestycji nie mogło być mowy. W 1951 roku doszło jednak do korekty granicy. ZSRR odstąpił Polsce fragment ówczesnego obwodu drohobyckiego (dziś to m.in. miejscowości Ustrzyki Dolne, Czarna, Lutowiska, Krościenko, Bystre, Liskowate), biorąc w zamian fragment województwa lubelskiego, z bogatymi złożami węgla kamiennego.
– W Polsce od razu wrócono do koncepcji energetycznego wykorzystania Sanu. Od 1952 roku trwały prace projektowe zapory w Solinie. Ale najpierw, w 1956 roku, rozpoczęto, trwającą pięć lat, budowę zapory w Myczkowcach. A potem przyszedł czas na Solinę – mówi Krzysztof Majcher.
2 mln ton betonu
Kompleksowy projekt i rysunki robocze wykonano w latach 1960-1964 w Biurze Projektów Energetycznych – Energoprojekt w Warszawie, największej tego typu instytucji w Polsce, która projektowała także elektrownię w Myczkowcach, później Porąbkę-Żar i wiele innych. Generalnym wykonawcą najpierw było Krakowskie Przedsiębiorstwo Budownictwa Wodnego, a od 1961 roku nowo powołane Karpackie Przedsiębiorstwo Budowy Zapór Wodnych „Hydrobudowa 10” z siedzibą w Solinie. W 1961 roku rozpoczęły się pierwsze prace w terenie. Niedaleko placu budowy, na lewym brzegu Sanu wzniesiono osiedle dla tysiąca pracowników. Pięć budynków po trzy kondygnacje. Do tego obiekt usługowy, ze sklepem, apteką, lekarskim gabinetem, zakładem fryzjerskim i kawiarnią. Były tu wygody, o jakich pracownicy skierowani jesienią 1960 roku do budowy dróg i mostów, prowadzących do Soliny, mogli tylko pomarzyć. Tamci mieszkali w barakach.
Krzysztof Majcher: – Ponieważ o budowie zbiornika na tym terenie mówiło się od dziesiątek lat, sprzeciw społeczny wobec inwestycji był niewielki. Od wielu lat istniał tu zakaz wznoszenia budynków, bo były to tereny przeznaczone pod zalanie. Sprawa dotyczyła mieszkańców 6 miejscowości: Soliny, Teleśnicy Sanny, Horodka, Sokola, Chrewtu i dużej części Wołkowyi. Przesiedlono mieszkańców 127 domów. Dla wielu na pewno była to tragedia, ponieważ władza ludowa z ludźmi się nie patyczkowała. Z relacji ludzi wynika, że bardziej biedni dostawali w zamian wybudowane specjalnie domki, ale ci co mieli cokolwiek – pozostawiani byli sami sobie. Kto się nie chciał wyprowadzać, został zwyczajnie wypędzony, władza ludowa sprzeciwem się nie przejmowała. Wiele osób wybrało okolice niedaleko Soliny. Największy opór stawiano w Wołkowyi, gdzie stał kościół. Ludzie nie chcieli pozwolić na jego zburzenie. Ale przyjechała milicja z wojskiem, otoczyli cały teren, ludzi przegonili, księdza zamknęli na plebani, ściany wysadzili i tak sprawę załatwiono.
Podobnie potraktowano cerkiew w Wołkowyi. Lepszy los spotkał zmarłych – szczątki z zalewanych cmentarzy ekshumowano i przeniesiono na nowe miejsca pochówku.
Budowa była ogromnym przedsięwzięciem logistycznym. Nie tylko musiano stworzyć całą infrastrukturę drogową i zaplecze dla robotników, zapora wymagała milionów ton żwiru, kruszca i piasku. Prace utrudniały powodzie i wzburzenia rzeki. Zanim zaczęto budowę ściany, w grudniu 1961 roku rozpoczęto wznoszenie grodzi, które już w marcu zniszczył zator lodowy.
– Podłoże z łupków nie było najlepsze pod tak gigantyczną konstrukcję. Konstrukcja ważąca 2 mln ton musiała mieć solidną podstawę. Wstrzykiwano więc beton, aby podłoże wzmocnić. To były potężne ilości. Ludzie wspominają, że wypływał on otworami nawet parę kilometrów od zapory. Dopiero na tak wzmocnionym gruncie stawiano zaporę. Bloków skalnych, na których budowano ścianę, nie skuwano na równo, ale w taki sposób, aby beton mógł się o nie zazębić – opisuje Krzysztof Majcher i tłumaczy: – Zapora nie jest monolitem. Przypomina układ betonowych bloków. Składa się z 43 pionowych sekcji, pomiędzy którymi są gumowe dylatacje. W poziomie również są tzw. szwy robocze. Beton lano na wysokość 2-3 metrów, utwardzano, górną nawierzchnię skuwano, aby była chropowata i dopiero wtedy wylewano następny fragment. Przez cały czas badano jakość betonu i każdą wątpliwą partię odsyłano. Na górze obok zapory przez wiele lat stała betoniarnia, która dzień i noc produkowała beton. Nad zaporą jeździł dźwig angielski – transportujący zbiornik z betonem umocowany na czterech linach, który obniżano i wylewano beton we wskazane miejsce.
Jako ostatnie wybudowano trzy sekcje (zwane przelewowymi) po lewej stronie elektrowni. – Budowano od lewej i prawej strony, zamykając San kolejnymi betonowymi elementami. Układano betonowe elementy, podnosząc ścianę i woda zaczęła przelewać się nie górą, a dołem, przez upusty denne. Cała woda Sanu przez pewien czas płynęła tylko tymi upustami. Stanowiło to ostatni etap zamykania wody przed piętrzeniem. To rozwiązanie stosowane w niewielu elektrowniach w Polsce. Dziś upusty denne mogą nam służyć do odmulania zalewu. Chociaż akurat z mułem przy zaporze problemów nie ma – opisuje dyrektor.
Wypełnianie jeziora wodą trwało półtora roku. Turbinę uruchomiono w lipcu 1968 roku. Nie obyło się to bez przeszkód.
Krzysztof Majcher: – W tamtych czasach władza chciała się chwalić, że wszystko jest produkowane w krajach demoludów. Turbiny zatem kupiono u czechosłowackiego producenta, który wprawdzie miał doświadczenie w budowie klasycznych turbin wodnych, ale w turbinach odwracalnych żadnego. Turbiny odwracalne w Solinie były więc pierwszymi tego typu w Polsce. Samo uruchomienie turbin wiązało się z pewnym ryzykiem. Przez dwa lata występowały problemy. Musiano usunąć usterki, które w trakcie pracy turbin wystąpiły. W zasadzie były to eksperymentalne konstrukcje. Czechosłowacy wcześniej nie produkowali hydrozespołów odwracalnych, czyli takich, które mogą pompować wodę w jedną lub w drugą stronę. To były dosyć nowatorskie konstrukcje. Dopiero po dwóch latach, po poprawkach zaczęły działać zgodnie z założeniami. Dziś tamte czechosłowackie turbiny można podziwiać przed budynkiem elektrowni. W 2000 roku zastąpiliśmy je austriackimi.
Budowa kosztowała ponad 1,5 mld zł. Kubatura zapory to 760 tys. m sześc. Za jej ścianą jest zbiornik mieszczący 507 mln m sześć. wody. Jego powierzchnia to 22 km kw., a długość linii brzegowej – ok. 150 km. – Dla porównaniu, Zalew Zegrzyński k. Warszawy jest większy powierzchniowo, bo mierzy ok. 30 km kw., ale mieści się w nim tylko 90 mln m sześc. wody. Prawie 6 razy mniej niż w Solinie. Przy samej zaporze mamy 60 m głębokości – dodaje dyrektor.
.jpg)
Elektrownia w Solinie ma największy zbiornik piętrzący wodę i jest największą zaporą w Polsce. Natomiast większe pod względem mocy są Elektrownia Porąbka-Żar – moc 500 MW i elektrownia Żarnowiec, której moc wynosi prawie 800 MW. – Ale tamte to typowe elektrownie szczytowo-pompowe, ze zbudowanym na pewnej wysokości sztucznym zbiornikiem, do którego wodę się wpompowuje, a potem wylewa. U nas pompowanie wody na górę odbywa się rzadko. Pracujemy na wodzie, która płynie naturalnie, a my przepuszczamy ją przez hydrozespoły w zaporze – tłumaczy Krzysztof Majcher.
Jak to działa
Na Zespół Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce składa się kilka elektrowni. Główną jest elektrownia w Solinie. Elektrownia Myczkowce w Zwierzyniu powstała za górą Grodzisko, przez którą przed wojną wydrążono tunel. Ma moc 8,3 MW, którą dają dwa hydrozespoły po 4,15 MW każdy. Jak tłumaczy dyrektor, pracują one przez cały czas, z różną mocą. Także w zaporze w Myczkowcach jest mała elektrownia wodna o mocy 150 kW. Pracuje na przepływie naturalnym wód cieknących ze starego koryta Sanu i zasila okoliczne miejscowości. Te trzy elektrownie ściśle ze sobą współpracują. Zbiornik myczkowiecki poniżej zapory w Solinie ma swoją techniczną nazwę: „zbiornik wyrównywania dobowego”.
Zapora w Solinie mieści cztery hydrozespoły o łącznej mocy 200 MW. Dwa z nich są tradycyjne (każdy o mocy 64 MW), przeznaczone do generowania energii, a dwa (po 32 MW mocy) to hydrozespoły odwracalne, które mogą pompować wodę z Jeziora Myczkowieckiego z powrotem do Jeziora Solińskiego. Zaraz po wybudowaniu moc elektrowni wynosiła 134 MW. Została ona zwiększona o 47 proc. podczas modernizacji przeprowadzonej w latach 2000-2002.
Sercem elektrowni jest nastawnia. Wygląda jak centrum dowodzenia kosmicznego statku. Mnóstwo ekranów podaje odczyty setek parametrów, dotyczących przepływu wody, jeziora i zapory. – Stale monitorujemy pracę maszyn i jeśli tylko zauważamy coś niepokojącego, od razu naprawiamy – tłumaczy dyrektor. – Cała nasza elektrownia jest sterowana przez systemy obsługi sterowania i nadzoru procesów technologicznych. To kilkaset różnych czujników, które przez cały czas monitorują wszystkie elementy i aspekty pracy maszyn, temperaturę, napięcia, obroty, itd. Każde odchylenie podlega natychmiastowej analizie.
Woda płynie pod nastawnią w kierunku hydrozespołów, których górna część widoczna jest w hali maszyn. W dniu naszej wizyty pracuje tylko jedna turbina. Ujęcie wody jest ok. 13-15 m poniżej lustra wody. Woda trafia na łopaty wirnika, który się obraca, system hydrauliczny uruchamia urządzenia pomocnicze i generator. Wyprodukowana energia jest wysyłana przez rozdzielnię do sieci. – Częścią każdego hydrozespołu jest transformator blokowy, który podnosi napięcie z 10,5 tys. V do 110 tys. V i liniami energetycznymi dostarczamy energię do znajdującej się nieopodal rozdzielni, skąd sieci będące już własnością innej spółki: PGE Dystrybucja, rozprowadzają ją dalej, do Birczy, Sanoka i innych miejscowości – tłumaczy dyrektor. – W chwili obecnej przez turbinę przepływa ok. 126 m sześc. wody na sekundę. Basen olimpijski zapełnilibyśmy w 20 sekund.
Pracują tu 54 osoby. Obsługa elektrowni wymaga bardzo dużej wiedzy. Trzeba być po trochu elektrykiem, energetykiem, informatykiem i mechanikiem, ale też doskonale znać topologię elektrowni. Przygotowanie pracownika do samodzielnego działania wymaga kilkuletniego wdrożenia. – Musimy być w stałej gotowości, więc kryzysem jest u nas każda awaria, z której wynikałby brak sprawności. Pracujemy na zmiany przez całą dobę, grupa pracowników jest także pod dyżurem telefonicznym. Jeśli coś się stanie, natychmiast tu docierają. Ci pracownicy mieszkają niedaleko elektrowni. W razie potrzeby dojadą w kilka-kilkanaście minut. Powołujemy również zespoły alarmowe w razie sytuacji powodziowej. Duża część pracy zespołu skierowana jest także na utrzymanie stanu technicznego samej zapory.
Wystarczy przypomnieć sobie kilka katastroficznych filmów, by zrozumieć, co oznaczałoby przerwanie zapory. Z tych też względów elektrownia w Solinie jest jednym z najpilniej strzeżonych w Polsce obiektów. Nad jej bezpieczeństwem czuwają wyszkoleni ludzie i specjalistyczny sprzęt. – Jest tu wiele różnych elektronicznych systemów zabezpieczeń przed wtargnięciem – zapewnia Krzysztof Majcher. – Monitorowane i dozorowane wejścia, bardzo restrykcyjne zasady dostępu pracowników do poszczególnych pomieszczeń. Ściśle współpracujemy z wojskiem i policją.
– Nasza praca polega także na stałym unowocześnieniu sprzętu i na utrzymywaniu go w stałej gotowości, wprowadzaniu nowych rozwiązań technicznych i technologicznych. Cały czas w to inwestujemy. W tym roku również planujemy prace polegające na pogłębieniu i przywróceniu pierwotnej głębokości zbiornika myczkowieckiego. Rzeki, które do niego spływają, nanoszą żwir i kamienie, przez co zbiornik się spłyca. A jego pojemność jest bardzo ważna, ponieważ ściśle współpracuje on ze zbiornikiem solińskim – mówi dyrektor.
Pełna moc w trzy minuty
Zespół Elektrowni Solina-Myczkowce spełnia kilka funkcji. – Najważniejszą jest funkcja hydrologiczna – podkreśla Krzysztof Majcher. – Chronimy całą dolinę Sanu od powodzi. W sytuacjach wzmożonych opadów zatrzymujemy falę powodziową w Jeziorze Solińskim, a w przypadku suszy alimentujemy wodę dla dorzecza. Teraz na przykład mamy taką sytuację, że od kilku dni nie ma opadów, woda w Jeziorze Solińskim codziennie opada o 1-2 cm, tylko po to, aby San płynął. Na okrągło monitorujemy, ile wody wpływa do jeziora i ile wypływa. Wpływy są bardzo różne. Powodzie, jakie na tym terenie występowały, wynikały z ogromnej skali napływu wody. Projektując zaporę i czaszę Jeziora Solińskiego założono, że mogą sięgać nawet 1250 m sześc./s, ale bywają także bardzo małe. Dziś wpływ wnosi ok. 5 m sześc./s, a dwa dni temu wpływało 2, tyle co nic. Największe wpływy, jakie pamiętam, sięgały 800 m sześc./s. Pracujemy w oparciu o pozwolenie wodno-prawne, które określa, że w normalnych warunkach możemy wrzucić do Sanu nie więcej niż 400 m sześc./s i nie mniej niż 8 m sześc./s. Kiedy do jeziora wpływa mniej niż 8 m sześc./s, dodajemy wody, a jeśli więcej niż 400 – zatrzymujemy. Stąd Solina jest zbiornikiem, który chroni mieszkańców 27 gmin mieszkających poniżej zapory przed powodziami, bądź zaopatruje gospodarkę komunalną w wodę.
Drugą funkcją obiektu jest produkcja energii. Solina produkuje i sprzedaje ok. 120 tys. MWh w ciągu roku. Moc elektrowni wynosi 200 MW. Uruchomienie czterech hydrozespołów pozwoliłoby zasilić energią 400-tysięczne miasto.
Trzecia funkcja Zespołu Elektrowni Solina-Myczkowce wiąże się z bezpieczeństwem energetycznym Polski i świadczeniem usług dla PSE – Polskich Sieci Elektroenergetycznych S.A., czuwających nad systemem elektroenergetycznym w całym kraju. Jak wyjaśnia dyrektor Majcher, system musi być stabilny, o stałym napięciu, stałej częstotliwości. Utrzymanie wszystkich parametrów sieci wymaga od operatora stałej kontroli. Problem pojawia się, kiedy mocy w sieci jest za dużo lub za mało. Jeśli mocy jest zbyt dużo, trzeba jakieś elektrownie wyłączać albo energię magazynować. Kiedy jest jej za mało, trzeba zwiększyć produkcję lub dokupić energię. W ostatnich latach praca PSE bardzo się zmieniła. Nasze połączenie z Unią Europejską spowodowało, że staliśmy się elementem dużego, europejskiego systemu elektroenergetycznego, gdzie moc produkowana jest przez różne źródła energii, w dużej mierze także przez wiatraki, które są dość niestabilnym i trudno przewidywalnym źródłem energii.
– Polska energetyka opiera się o konwencjonalne elektrownie węglowe. W przypadku awarii i braku energii, wszystkie elektrownie, które mogą – podają energię – tłumaczy Krzysztof Majcher. – I tu jest przewaga Soliny. Przejście od zera do pełnej mocy produkcyjnej zajmuje nam nie więcej niż 180 sekund. Trzy minuty. Elektrownie węglowe potrzebują na to do kilkunastu godzin, gazowe – kilku godzin. Solina jest zatem o wiele bardziej elastyczna od elektrowni konwencjonalnych. Prędkość działania sprawia, że działamy jak pogotowie. Także kiedy energii jest za dużo – możemy ją magazynować. Pompujemy wtedy wodę z dolnego zbiornika do górnego, zachowując potencjał wody do późniejszego wykorzystania. Jest to tańsze niż zmniejszenie mocy elektrociepłowni. Dużo się mówi teraz w Polsce o magazynowaniu energii, a woda jest najlepszym magazynem. To najbardziej ekonomiczne rozwiązanie. W Solinie możemy magazynować naprawdę duże ilości energii.
Całkiem niedawno w elektrowni w Solinie przeprowadzono próbę black startu, czyli odnowienia, odbudowy systemu energetycznego w Polsce. – Musimy być gotowi na taką ewentualność – mówi dyrektor. – Gdyby się coś stało i sieć elektrowni w Polsce padła, to elektrownia konwencjonalna potrzebuje energii z zewnątrz, aby znów rozpocząć pracę. Próba black startu polegała na tym, że wystartowaliśmy od zera i podawaliśmy energię aż do Połańca. Po ośmiu godzinach podawania energii, elektrownia w Połańcu zdołała uruchomić swój generator.
Jest jeszcze jedna funkcja zapory – rekreacyjna. Setki tysięcy turystów korzysta z uroków Jeziora Solińskiego. Przez koronę zapory w miesiącach letnich przewija się dziennie do 10 tys. spacerowiczów. Solina jest jedną z kilku najbardziej rozpoznawalnych marek w Polsce. Kojarzy się z potężną zaporą, pięknym jeziorem i wspaniałymi widokami na Bieszczady. Samą elektrownię też można zwiedzać. Rocznie odwiedza ją ok. 35 tys. osób. W scenariuszu wycieczki jest m.in. spacer fragmentem 2,5-kilometrowych galerii, ciągnących się pod zaporą. W miesiącach letnich trzeba się zapisywać wiele dni wcześniej, aby zwiedzić zaporę od środka. – Tysiące osób w tym regionie żyje z turystyki, a gmina Solina jest jedną z najbogatszych w Polsce. Gdyby nie zapora, rejon ten byłby znacznie biedniejszy – konkluduje dyrektor. I trudno się z nim nie zgodzić.
***
Podczas pisania artykułu korzystałam z następujących publikacji: „Elektrownia Wodna Solina im. Karola Pomianowskiego na Sanie”, opracował zespół pod redakcją naukową prof. dr. hab. inż. Janusza Dziewańskiego, Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków 2002; K. Potaczała, „Zapora w Solinie i bieszczadzkie morze” [w:] „Szlakiem cudów Podkarpacia”, Rzeszów 2011; Zdzisław Mikulski, „Rozwój wykorzystania energii wodnej na ziemiach polskich” [w:] „Gospodarka Wodna” nr 12/2004.
***
Artykuł powstał w 2018 roku, w 50-lecie zapory i elektrowni w Solinie
