Гидроэлектростанции: грядущее

Во второй части очерка мы поговорили о текущем положении дел в гидроэнергетике. Теперь же в завершении рассказа настало время и для размышлений о будущем. Тем более, что нет никакого сомнения, что в ближайшие годы потребность человечества в электроэнергии и водных ресурсах будет непрерывно возрастать. Вместе с тем, все большую важность будет приобретать вопрос об обеспечении безопасного состояния окружающей среды. Разумеется, роль гидроэнергетики, использующей возобновляемые ресурсы, при этом будет сложно переоценить.

По данным на 2000 г. в мире освоено примерно 32% оправданного с точки зрения экономики гидроэнергетического потенциала, что эквивалентно вырабатываемым на ГЭС 2650 млрд.кВт•ч электроэнергии, совокупной установленной мощностью 670 млн.кВт. Общий же неосвоенный экономически эффективный потенциал, составил примерно 5420 млрд.кВт•ч. Между отдельными континентами он оказался распределенный следующим образом: Южная Америка: 918 млрд.кВт•ч, Северная Америка:  335 млрд.кВт•ч, Африка:  672 млрд.кВт•ч, Европа:  237 млрд.кВт•ч, Азия: 3210 млрд.кВт•ч, Австралия: 48 млрд.кВт•ч.

Большая часть этого неосвоенного потенциала приходится на развивающиеся страны третьего и четвертого мира. При планировании национальных программ электрификации этих стран значительное внимание уделяется именно вопросам строительства ГЭС.

Можно уверенно говорить, что удельный вес гидроэнергетики в мировом энергобалансе будет непрерывно возрастать. Дальнейшее развитие отрасли будет основано на комплексном использовании водохранилищ. При этом будут удовлетворяться потребности в водоснабжении промышленности, населения, сельского хозяйства, защита от паводков и улучшение условий судоходства. Зачастую вокруг ГЭС будут возникать целые производственные комплексы, которые позволят повысить уровень жизни населения вокруг них.

^{И к этим людям придет своя индустриализация. И свой ДнепроГЭС у них еще будет. И кто знает, может быть, и больше им повезет, чем нам.}

Кроме того, развитие гидроэнергетики в странах, имеющих небольшие запасы ископаемых топлив, позволит им существенно повысить свою энергобезопасность.
При дальнейшем укрупнении энергосистем и переводе их на параллельную работу, возрастет роль крупных ГЭС, как тех мощностей, которые обеспечивают маневренность и гибкость графиков всей энергосистемы. Из имеющегося опыта можно уверенно говорить о том, что в энергосистеме нужно иметь примерно 10% общей мощности, приходящейся на долю ГАЭС. При возникновении масштабных аварий в системах, гидростанции позволяют предотвратить их развитие, и обеспечить быстрое восстановление работы системы.

Уже говорилось, что именно ГЭС в сравнении с наиболее распространенными альтернативными типами электростанций позволяют обеспечить выработку наиболее дешевого электричества при самом длительном сроке эксплуатации. Однако длительная эксплуатация подразумевает необходимость модернизаций и реконструкций, призванных обеспечить поддержание экономичности, безопасности и надежности работы станций на приемлемом уровне. Вообще, одной из главных задач для отрасли в будущем является минимизация отрицательных последствий для окружающей среды.

Исходя из того, что большая часть неосвоенного потенциала использования ГЭС приходится на развивающиеся страны Азии, Южной Америки и Африки, именно там предполагается наиболее бурное развитие гидроэнергетики.

На сегодняшний день, в мире строится примерно 170 ГВт ГЭС, свыше половины из которых приходится на долю Азии.

Из-за продолжающейся по всему миру тенденции разуплотнения графиков потребления электроэнергии, когда возникает необходимость, с одной стороны, в период пиковых нагрузок изыскивать дополнительные мощности, а, с другой, заполнять нагрузку в период ночных провалов, будет еще более актуальным строительство ГАЭС. Особенно, вероятно, тенденция к увеличению их установленной мощности будет наблюдаться в развитых странах. Это связано с тем, что гидроресурсы в них, во многом, исчерпаны.

Нужно указать, что такая тенденция отчетливо видна уже сейчас. В 2000 г. мощность ГАЭС по всему миру составила 125 ГВт. Можно уверенно спрогнозировать убыстрение увеличения темпов ввода мощностей ГАЭС и расширение географии стран, где они будут эксплуатироваться. Так, сейчас по всему миру строятся ГАЭС суммарной мощностью 30 млн. кВт.

Наибольшее развитие гидроэнергетики будет продолжать иметь место в Китае. В этой стране планируется увеличение совокупной мощности ГЭС со 171 ГВт в 2008 г. до 300 ГВт в 2020 г. О построенной к настоящему времени ГЭС «Три ущелья», являющейся мощнейшей в мире, мы уже писали выше.

Совокупная мощность индийских ГЭС составляет 40 ГВт, и осуществляется строительство еще 15 ГВт. В перспективе планируется строительство еще 34 ГВт. Мощность существующих ГАЭС составляет 1,5 ГВт, строящихся – 3,4 ГВт.

Такие страны, как Турция и Вьетнам в двадцатые годы планируют в основном освоить свой гидропотециал. Для первого случая указанная величина составляет 35 ГВт, для второго – 26 ГВт.

Водные ресурсы Бразилии воистину огромны, что позволяет планировать увеличение мощности ГЭС с существующих 90 ГВт до 125 ГВт. Такие же амбициозные планы ставят перед собой Аргентина, Колумбия и Венесуэла.

Применительно к Африке, гидроэнергетика играет решающую роль в таких странах, как: Камерун, Мозамбик, Замбия, Ангола, Конго, Гана, Эфиопия, Кения. В этих странах вырабатывается от 50 до 100 % электроэнергии на ГЭС.

В целом, разумеется, мировым лидером в деле развития ГЭС является Китай.

Применительно к России, технически возможный гидроэнергетический потенциал местных рек составляет 1670 млрд. кВтч. Этой цифры хватает, чтобы обеспечить примерно 150 % сегодняшнего энергопотребления в стране. Но степень его использования крайне удручающа, и составляет примерно 10 %. Особенно скверно обстоят дела с использование гидропотенциала на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири.

Из только что построенных и строящихся в России ГЭС, можно упомянуть следующие: Богучанская ГЭС (3000 МВт), Зеленчукская ГЭС-ГАЭС (140 МВт), Загорская ГАЭС-2 (840 МВт), Зарамагская ГЭС-1 (342 МВт), Зарагижская МГЭС (28,8 МВт), Нижне-Бурейская ГЭС (320 МВт), Усть-Среднеканская ГЭС (570 МВт), Гоцатлинская ГЭС (100 МВт).

Будет ли продолжено дальнейшее строительство ГЭС после завершения этой программы, пока что непонятно.

Применительно к России, необходимо, также упомянуть об отдельном виде ГЭС, вероятно, актуальным для страны. Хотя в последнее время это и подвергается сомнению. Речь идет о малых ГЭС (МГЭС).

Дело в том, что Российская Федерация обладает значительным потенциалом таких станций. В частности, примерно 50% стока рек приходится на долю малых, а 90% сельского населения, то есть, потребителей испытывающих наибольшие проблемы с энергоснабжением, сконцентрировано возле них же.

Советская программа строительства малых ГЭС позволила ввести в работу, по разным подсчетам, от 6,5 до 8,5 МГЭС. В основном речь идет о МГЭС, расположенных в сельской местности.

Однако позднее их число резко уменьшилось, и составляет в настоящее время примерно 300 единиц, совокупной мощностью около 1,5 ГВт. Существовала программа «РусГидро» по вводу к 2010 году МГЭС общей мощностью 300 МВт, однако она реализована не была. С тех пор, ситуация не изменилась, и массового строительства МГЭС так и не развернуто.

Вообще, в завершении очерка, нам бы хотелось особо остановиться на следующей теме. В отличие от Украины, в России в двухтысячные годы сложилась уникальная для мира ситуация. Дешевизна газа позволила еще в позднесоветское время начать вытеснять им уголь из топливного баланса страны. Такое решение, являющееся откровенным техническим варварством, имело своим положительным следствием то, что улучшились маневренные характеристики генерирующего оборудования энергосистем: газовые блоки могут быстрее менять нагрузку, чем угольные, и имеют более низкое значение минимальной нагрузки.

Уже в двухтысячные годы факельное сжигание газа в топках обычных котлов стало просто неприличным, и на правительственном уровне было принято решение об отказе в использовании такой технологии. Для энергетики следствием его стало внедрение парогазовых технологий, позволивших существенно увеличить экономичность сжигания газа на ТЭС. Заодно еще лучше стали и маневренные характеристики.

Однако, если повсеместное внедрение ПГУ с импортным основным оборудованием, еще и в середине двухтысячных выглядело сомнительным, то ныне, глядя на откровенную авантюру со строительством двух крымских электростанций, можно уверенно сказать – ставка оказалась битой. Увлечение ПГУ, которое само по себе было вполне оправданным, если бы использовалась российская технологическая база, своим следствием имелофактическое прекращение работы по строительству ГАЭС. Даже крупнейшая станция такого типа – Загорская ГАЭС – после окончания строительства всех агрегатов будет иметь мощность в турбинном режиме около 2000 МВт. Это неплохо в масштабах Московской энергосистемы, но капля в море в сравнении с потребностями страны. Второй ГАЭС сопоставимой мощности в ней просто нет, а общее их число не превышает десятка. И для сравнения – проектная мощность крупнейшей ГАЭС Украины в турбинном режиме – Днестровской – должна составить 2300 МВт, а также запланировано к строительству еще и Каневская мощностью 1000 МВт. То есть, отставание России в этой части даже от Украины очевидно, даже если сделать скидку на то, что в Украине у указанных проектов есть немало влиятельных противников, да и общая обстановка после прихода к власти стаи нацистов во главе с "крупным инвестором" - скажем так, стала более нездоровой.

Второе, на что хотелось бы обратить внимание – это развитие приливных станций. Нужно понимать, что их перспективы в будущем колоссальны: мощность океанских приливов и рек не сопоставима. И человечество уже сейчас начинает освоение этого ресурса: крупнейшие ПЭС в мире имеют мощность более 200 МВт. Нельзя сказать, что в советское время этого не понимали: были разработаны проекты строительства таких электростанций в Мезенской и Пенжинской губах, а также, в Тугурском заливе. Мощность каждой из них должна была составлять порядка 10 000 МВт. Однако в современной России эти проекты были заброшены, кроме первого, который, впрочем, больше смахивает на кормушку для «своих».

Как бы то ни было, если наши статьи читают лица, способные принимать решения в масштабах российской энергетической отрасли, то мы бы рекомендовали им уже сейчас принять принципиальные решения о развороте строительства крупных ГАЭС и ПЭС. Учитывая, что несколько лет уйдет на обоснование конкретных ТЭО (выбор места и компоновки станции не делается по принципу "а, вот, постройте мне ГЭС, чтобы мощнее "Трех ущелий"") и разработку проектов, а само строительство такой станции занимает не менее десяти лет, то первые мегаватты от них можно будет получить около 2030 года, если начать работы прямо сейчас.