Анализ статистических данных гидроэнергетического комплекса Сибири

Не раз поднимался вопрос о возобновлении  проекта экспорта электроэнергии в  Китай и строительства энергомоста «Россия-Китай», который бы позволил привлечь дополнительные инвестиции в энергетику России в целом и Сибири в частности. Китай ежегодно увеличивает свои мощности на 12-15%, а это почти 25 млн кВт. Существующие и вновь построенные электростанции открывают перед Россией широкую перспективу поставки высокотехнологической продукции

Пятая задача - развитие приливной  гидроэнергетики как «проекта с  качественно новым технологическим  прорывом».

1.2 Гидроэнергетика Сибири

Сибирь характеризуется высокой  долей гидроэлектростанций. Здесь  находятся крупнейшие ГЭС Ангаро-Енисейского каскада, работающие в составе объединенной энергосистемы Сибири, а также Хантайская и Курейская ГЭС - в изолированной Норильской энергосистеме. Значительно меньше доля ГЭС в электроэнергетике Дальнего Востока. Причем в Объединенной энергосистеме Востока, обслуживающей его южные регионы, действует только одна гидроэлектростанция - Зейская. При отсутствии других маневренных электростанций в ОЭС Востока наблюдается дефицит пиковых мощностей.

В настоящее время в Восточной  Сибири и на Дальнем Востоке эксплуатируется 12 ГЭС суммарной установленной  мощностью 25,8 млн. кВт. Из них три  крупных ГЭС установленной мощностью 2870 МВт находятся на Дальнем Востоке. В Восточной Сибири наибольшая доля ГЭС в Республике Хакасии: в 1998 г. установленная мощность Саяно-Шуненской ГЭС составляла 96 % генерирующих мощностей республики, она производила 89 % всей вырабатываемой здесь электроэнергии. В Иркутской области эти показатели равнялись соответственно 70 % и 85 %. Свыше половины мощности и выработки электроэнергии приходилось на ГЭС (Усть-Хантайскую и Курейскую) в изолированной Норильской энергосистеме на севере Красноярского края.

Мощность ГЭС Восточной Сибири составляет 22,9 млн. кВт, или 63% от суммарной  генерирующей мощности всех параллельно  работающих электростанций.

На Дальнем Востоке, несмотря на низкий уровень освоенности гидроэнергопотенциала, роль гидроэлектростанций в электроснабжении отдельных дальне-восточных территорий очень существенна. Так, Вилюйские ГЭС-1, 2 полностью покрывают потребность в электроэнергии Западно-Якутского энергорайона.

Гидроэлектростанции играют решающую роль и в обеспечении бесперебойности  энергоснабжения. С этой точки зрения можно особо выделить ангарские  ГЭС, имеющие водохранилища многолетнего регулирования (Иркутскую и Братскую). Использование многолетних запасов  воды из этих водохранилищ способствуют преодолению трудностей с топливоснабжением  тепловых электростанций на всей территории, обслуживаемой ОЭС Сибири. Аналогичную  роль играет Колымская ГЭС, обеспечивающая бесперебойное электро- и теплоснабжение населения и хозяйства Магаданской области при крайней неритмичности завоза топлива.

1.3 Ангаро-Енисейский каскад ГЭС

Ангаро-Енисейский каскад ГЭС включает: Иркутскую, Братскую, Усть-Илимскую и Богучанскую (строящуюся) на Ангаре; Красноярскую (Дивногорск), Майнскую (пос. Майна) и Саяно-Шушенскую (Саяногорск) на Енисее.

Гидроэлектростанции каскада - опорные  узлы Единой энергетической системы  Центральной Сибири, работают в единой энергосистеме Сибири в компенсационном, взаимозависимом режиме.

Ангарский каскад, крупнейший каскад гидроэлектростанций на р. Ангаре, располагающей огромными потенциальными запасами водной энергии, для использования которой намечено сооружение 6 крупных ГЭС с суммарной мощностью около 14 Гвт (млн. квт) и средней годовой выработкой свыше 70 Твт·ч (млрд. квт·ч) электроэнергии. Благоприятные условия местности позволяют возводить высоконапорные плотины при относительно незначительных удельных объёмах строительных работ и получать дешёвую электроэнергию. 1-й ступенью ангарского каскада была Иркутская ГЭС, введённая на проектную мощность 660 Мвт (тыс. квт) в 1958 году. 2 и 3-й ступенями в схеме низконапорные Суховская и Тельминская ГЭС с установленными мощностями по 400 Мвт каждая и суммарной выработкой электроэнергии 3,4 Твт·ч в средний по водности год. 4-я ступень каскада — Братская ГЭС, достигшая в 1966 году мощности 4,1 Гвт. В 1969 году в 40 км ниже устья правого притока Ангары — р. Илим строилась 5-я ступень — Усть-Илимская ГЭС, её мощность 4,3 Гвт, среднегодовая выработка 21,8 Твт·ч. Последняя ступень ангарского каскада — Богучанская ГЭС со среднемноголетней выработкой около 18 Твт·ч строится выше с. Богучаны. Ангарский каскад — основа для развития в районах Приангарья крупных энергоёмких промышленных комплексов по производству алюминия, титана, магния и других видов продукции.

1.4 Наиболее крупные ГЭС Сибири

Красноярская ГЭС, крупнейшая ГЭС мира, запущена в 1972 году. Расположена на р. Енисей, выше г.Красноярска, в месте пересечения Енисеем отрогов Восточного Саяна у г.Дивногорска. Установленная мощность 6000 Мвт (6 млн. квт), среднемноголетняя выработка электроэнергии — 20,4 млрд. кВт*ч в год. В состав сооружений входят: русловая бетонная плотина высота 124 м, здание ГЭС длина 430 м, судоподъёмник, открытые распределительные устройства напряжением 220 и 500 кв. Длина напорного фронта гидроузла 1175 м, максимальный напор 101 м, расход воды через плотину 12000 м3/сек. Плотина образует Красноярское водохранилище.

В станционной части плотины  размещены 24 водозаборных отверстия, а  в водосбросной 7 водосливных пролётов шириной по 25 м. В здании ГЭС установлены 12 гидроагрегатов с турбинами радиально-осевого типа мощностью по 508 Мвт. Управление, регулирование и контроль работы электромеханического оборудования ГЭС осуществляются автоматически, с использованием средств телемеханики ближнего действия. Судоподъёмник продольно-наклонного типа с поворотным устройством расположен на левом берегу. Перемещение судов из одного бьефа в другой производится в самоходной судовозной камере.

Первые гидроагрегаты пущены в  ноябре 1967 году, в 1971 с пуском последнего, 12-го гидроагрегата ГЭС достигла проектной мощности, в июле 1972 года принята государственной комиссией  в промышленную эксплуатацию.

Красноярская ГЭС — одна из наиболее экономичных ГЭС. Она является важнейшим  опорным пунктом Объединённой энергосистемы  Сибири. Расположение ГЭС практически  в центре энергообъединения позволяет использовать её мощность и электроэнергию в любой части огромной территории, обслуживаемой энергосистемой.

Саяно-Шушенская ГЭС построенная в 1975году в долине р. Енисей, вблизи поселка Майна. Установленная мощность 6400 Мвт. Среднегодовая выработка электроэнергии составит 23,8 млрд.кВт.ч. В состав гидроузла входят: арочно-гравитационная плотина максимальной высотой 242 м и длина по гребню 1066 м; здание ГЭС приплотинного типа с 10 агрегатами по 640 Мвт; расчётный напор 194 м; эксплуатационный водосброс с водобойным колодцем; предусмотрена возможность устройства судоподъёмника. Плотина образует водохранилище сезонного регулирования полным объёмом 31,3 км3 и полезным объёмом 15,3 км3. Работы подготовительного периода начаты в 1964 году. Электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, будет передаваться по высоковольтным линиям напряжением 500 квю в объединённую энергосистему Сибири. Саяно-Шушенская ГЭС — основа крупного территориально-производственного комплекса.

Братская ГЭС, одна из крупнейших в мире ГЭС. Сооружена на р.Ангаре в Падунском сужении вблизи г. Братска Иркутской области. Строительство начато в 1955 году, в 1961 году пущены первые 4 гидроагрегата. Проектная мощность ГЭС 4500 Мвт. Средняя годовая выработка электроэнергии 22,7 млрд. квт·ч. К 1967 году мощность станции достигла 4100 Мвт. В здании ГЭС установлено 16 гидроагрегатов с мощностью по 225 Мвт и 2 гидроагрегата по 250 Мвт. Турбины вертикальные радиально-осевые на напор 100 м и частоту вращения 125 об /м. В состав гидроузла входят: русловая бетонная плотина гравитационного типа длиной 924 м и максимальной строительной высотой 124,5 м, состоящая из станционной части (длиной 515 м, в которой расположены 20 водоприёмных отверстий и напорные трубопроводы), водосливной (длиной 242 м с 10 водосбросными отверстиями) и глухих частей общей длиной. 167 м; здание ГЭС длиной 516 м, расположенное у низовой грани станционной части плотины и примыкающее к левому берегу; береговые бетонные плотины общей длиной 506 м; правобережная земляная плотина длиной 2987 м и левобережная длиной 723 м; открытые распределительные устройства на напряжение 220 и 500 кв., расположенные на левом берегу р. Ангары. По гребню плотины проходит магистральная ж.-д. Тайшет — Лена, а ниже — шоссейная дорога. Напорные сооружения общей длиной 5140 метров образуют Братское водохранилище. Судоходные сооружения — объекты 2-й очереди.

При сооружении ГЭС, отдалённой от индустриальных центров, была создана мощная база строительной индустрии, большой комплекс предприятий  Братского промышленного района и построен г.Братск. Электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, по высоковольтным линиям э,лектропередачи 220 и 550 кв передаётся в Иркутско-Черемховский промышленный район, в район Красноярска и в объединённую энергетическую систему Восточной Сибири. В строительстве ГЭС по призыву партии и комсомола участвовали тысячи молодых рабочих и работниц, показавших образцы высокопроизводительного труда.

Иркутская ГЭС, электростанция Ангарского каскада, в 65 км от истока р. Ангары, в Иркутске. Мощность ГЭС 660 Мвт (660 тыс. квт). Установлено 8 гидроагрегатов с поворотно-лопастными турбинами и трёхфазными генераторами зонтичного типа. Среднегодовая выработка электроэнергии 4,1 млрд. квт×ч. Строительство проводилось в 1950 – 58 гг. В состав гидроузла входят: здание ГЭС совмещённого типа, земляная насыпная плотина общей длиной около 2,5 км и высотой 44 км, открытые распределительные устройства напряжением 110 и 220 кв. По гребню плотины проходит автомобильная дорога. Гидротехнические сооружения повышают средний уровень воды в озере Байкал, что позволяет использовать часть объёма озера в качестве водохранилища для многолетнего регулирования стока. ГЭС входит в Объединённую энергосистему Центральной Сибири и обеспечивает электроэнергией промышленность, ж.-д. транспорт и др. электропотребителей Иркутской области. Иркутская ГЭС стала первой крупной гидроэлектростанцией из построенных в Восточной Сибири.

В условиях дефицита топливных ресурсов большое значение имеет «Программа развития гидроэнергетики». Так в период до 2010 года должно быть завершено сооружение Бурейской ГЭС, Нижне-Бурейской ГЭС и Вилюйской ГЭС-3 на Дальнем Востоке, Зарамагской, Зеленчугских и Черекских ГЭС - на Северном Кавказе.

После 2010 года предусматривается завершение сооружения Богучанской ГЭС и Мокской ГЭС в Сибири, Усть-Среднеканской ГЭС и каскада Нижнезейских ГЭС на Дальнем Востоке. В период до 2020 года предполагается начало сооружения Южно-Якутского гидроэнергетического комплекса и каскада ГЭС на нижней Ангаре с вводом первых агрегатов головных ГЭС. На Дальнем Востоке вследствие высоких цен на топливо сооружение ГЭС более эффективно, чем в Сибири, и должно по возможности вестись высокими темпами. В ближайшие годы следует завершить строительство Бурейской ГЭС, которая позволит снять напряженность топливного баланса Дальнего Востока на предстоящие 10-15 лет. Кроме того, до 2010 года могут быть построены Нижнебурейская, Вилюйская-3 в Якутии, малые ГЭС на Камчатке. До 2015 года возможен также ввод Ургальской ГЭС в Хабаровском крае.

Глава 2. Анализ статистических данных гидроэнергетического комплекса

Для определения доли Сибирского экономического района в гидроэнергетике современной России, по состоянию на 2011 год, воспользуемся статистическими данными, сравнив общее производство электроэнергии гидроэлектростанций Сибири, а так же общую выработку электроэнергии на ГЭС по России.

Общее производство электроэнергии возьмем из Краткого статистического сборника «РОССИЯ в цифрах 2011» (Приложение 1), а так же для чистоты эксперимента проанализируем производство электроэнергии в целом по России с 1992 по 2010, что бы убедиться что на производство электроэнергии не повлияли посторонние факторы такие как аварии или ввод новых более мощных ГЭС. В анализе не учитывалось то, что 17 августа 2009 года произошла авария на Саяно-Шушенской ГЭС, так как в перспективе её планируют вновь запустить в октябре 2014 года, а так же строительство Богучанской ГЭС, пуск первых гидроагрегатов которой намечен на апрель 2012 года, а ввод на полную мощность в 2013 году.

Учитывая всё это, для наглядности  построим график производства электроэнергии на ГЭС в России с 1992-2010 год.

Рисунок.1 график производства электроэнергии на ГЭС в России с 1992-2010 год.

Вывод:

Таким образом из графика видно, что колебание уровня производства электроэнергии было не значительно, среднее производство электроэнергии за данный период составило 173 млрд. кВт*ч, что всего на 3 млрд. кВт*ч больше 2010 года.

Производство электроэнергии каждой ГЭС возьмём за 2010 год из официальных  источников в данном случае официальных  сайтов собственников электростанций. (Таблица 1)

Таблица 1. Общие сведения о гидроэлектростанциях Сибири