Гидроэнергетика

  В настоящее время функционируют  гидроэлектростанции самой разной мощности. В связи с этим ГЭС  обычно разделяют на большие и  малые. Большими считаются станции  с мощностью более 10 Мвт, все остальные  соответственно признаны малыми.

  Для создания больших гидроэлектростанций  необходим ряд условий. Прежде всего, это хорошая инфраструктура, например, дороги, необходимые во время строительства  объекта. Кроме этого, необходимо иметь  доступ к энергосетям, что позволит обеспечить электричеством большое  количество людей. Большие ГЭС являются либо государственной собственностью, либо принадлежат крупным компаниям. Для управления и обслуживания больших  станций необходим штат высококвалифицированных  специалистов.

  По  причине большого размера станции  и возможности увеличении нагрузки себестоимость производимой энергии  довольно низка. Развитие большой гидроэнергетики  возможно в тех случаях, когда  существует необходимость в большом  централизованном энергопотреблении.

  Как правило, большие гидроэлектростанции  обслуживают нужды крупной промышленности и мегаполисов. Если потенциал действительно  велик, то большая гидроэнергетика  в состоянии внести существенный вклад в общенациональное энергообеспечение.

  Малые гидроэлектростанции обычно обладают всеми преимуществами больших, но при  этом предоставляют возможность  подавать энергию децентрализовано. Кстати малые ГЭС выгодно отличаются и отсутствием некоторых недостатков, присущих большим станциям. Это, например, уменьшение или полное отсутствие негативного  влияния на окружающую среду.

  Малая энергетика позволяет каждому региону  использовать собственные ресурсы. На сегодняшний день в мире эксплуатируется  несколько тысяч малых гидроэлектростанций. Малые станции производят электроэнергию в тех случаях, когда уровень  воды в реке достаточен для этого. Если малая гидроэлектростанция  дополнена аккумуляторной системой, то существует возможность накопления полученной энергии, что помогает избежать перебоев в подаче электричества. Особый интерес малая гидроэнергетика  представляет для развивающихся  стран, поскольку не требует сложного и дорогостоящего оборудования.[4]

3.Гидроэнергетика в Беларуси

  Потенциальные гидроэнергетические ресурсы Республики Беларусь и экологически приемлемые, экономически оправданные возможности  их использования обусловлены расположением в середине ее равнинной территории водораздела между бассейнами Балтийского и Черного морей, который делит страну на две почти равные части, вследствие чего вытекающие отсюда реки не могут достигнуть значительной мощности прежде, чем оставляют ее границы. Это предопределяет строительство в республике главным образом малых гидроэлектростанций.

  Запасы  гидроэнергоресурсов Республики Беларусь составляет теоретический потенциал ее рек - около 7,5 млрд. кВт. часов в средний по водности год, а его часть, которая путем выработки электроэнергии на ГЭС или иными техническими средствами может быть использована (технический потенциал), - 2,5 - 3,0 млрд. кВтч/год.

  В настоящее время экономический  гидроэнергопотенциал в Республике Беларусь составляет 1,3 млрд. кВт-ч/год, или 325 МВт общей установленной  мощности возможных ГЭС в условиях Беларуси. Его оценка проведена на основе сравнения удельных (отнесенных     на     производство     1     кВт-ч     электроэнергии,     в     долл.     США/кВтч) дисконтированных затрат по ГЭС с таковыми по альтернативной тепловой (газатурбинной) электростанции.

  Как источники энергии реки в Беларуси использовали издавна посредством  сооружения многочисленных водяных мельниц и других гидросиловых установок, для которых возводились плотины простейшего типа, обеспечивавшие поддержание небольших подпоров воды - высотой до 2-х и 3-х м. К 1941 г. на территории Республики Беларусь действовало более тысячи водяных мельниц. Некоторые из них затем реконструировались в мелкие гидроэлектростанции.

  В послевоенные годы средняя мощность строившихся ГЭС из года в год  увеличивалась: от 30 кВт установленной на одной ГЭС мощности, вводимой в эксплуатацию в 1945-1949 гг., до 120 кВт. В 1953 г. была введена в эксплуатацию ныне действующая крупнейшая в Беларуси Осиповичская ГЭС на р. Свислочь мощностью 2175 кВт. Всего в республике в начале 1960-х годов действовало около 180 ГЭС общей мощностью 21 МВт с годовой выработкой электроэнергии в средний по водности год 88 млн. кВт-ч. Сельское хозяйство Беларуси в 1959 г. получило от ГЭС около 20% всей потребленной им электроэнергии'. Однако дальнейшее развитие малой гидроэнергетики прекратилось в конце 1950-х годов в основном из-за представившейся возможности подключения сельских потребителей электроэнергии к государственным энергосистемам, а большинство построенных малых ГЭС затем было выведено из эксплуатации или разрушено, в основном из числа мелких мощностью до 100 кВт., принадлежавших колхозам.[5]

   В настоящее время по данным на начало 2010 г, в Беларуси находится в эксплуатации 41 ГЭС суммарной мощностью 14,6 МВт. Суммарная выработка электроэнергии всеми белорусскими ГЭС в 2009 г составила 44 млн кВт ч.

  В Беларуси проект госпрограммы строительства  гидроэлектростанций на 2011-2015 гг инвестиционной стоимостью 620 млн долл предусматривает  ввод 102,9 МВт мощностей 

  В Беларуси разработан проект государственной  программы строительства гидроэлектростанций  на 2011-2015 гг, предусматривающий строительство  и реконструкцию 42 ГЭС суммарной  мощностью 102,9 МВт, что потребует  финансирования в объеме 619,4 млн  долл.

  Суммарная годовая выработка электроэнергии после ввода новых и реконструкции имеющихся мощностей составит 466 млн кВт.

  Себестоимость выработки электроэнергии белорусскими ГЭС в среднем составляет 7 центов за кВт ч. При этом основные издержки формируются за счет аренды земли[6]

  К 2020 году суммарную мощность белорусских  ГЭС предусматривается довести  до 210 МВт. Это позволит получать около 4 процентов электроэнергии, потребляемой республикой в настоящее время. При этом следует учесть, что с  ростом цены на топливо будет расти  и экономическая эффективность  отечественных ГЭС, а их строительство  и эксплуатация станут еще более  выгодными по сравнению с ТЭЦ. Ожидается, что общий объем капиталовложений в гидроэнергетику составит около 300 миллионов долларов.

  Соответствующая программа включает мероприятия  по развитию гидроэнергетики по трем разделам: строительство каскадов ГЭС  на основных реках (Западная Двина, Неман, Днепр) строительство малых ГЭС  на притоках основных рек и существующих водохранилищах неэнергетического  назначения (ориентировочная установленная  мощность – 1,8 МВт); восстановление ранее  действовавших ГЭС (ориентировочная  установленная мощность – 1,4 МВт).

  В общей сложности намечено ввести в эксплуатацию более двух десятков ГЭС суммарной установленной  мощностью около 200­210 МВТ, которые  обеспечат производство более 1 миллиарда  кВт·ч электроэнергии. По прогнозам, выработанная на этих ГЭС электроэнергия позволит заместить 215225 тысяч тонн условного топлива.

  Несколько лет назад была реанимирована  Лепельская ГЭС, построенная на реке Ула еще в 1958 году и в 1970е законсервированная. Ее установленная мощность после  реконструкции составила 320 кВт, а  ежегодная лепта – около 2 миллионов  кВт·ч. Этого вполне достаточно, чтобы  обеспечивать электроэнергией две  тысячи семей Лепеля. За последние  годы в Витебской области вернули  к жизни 6 МГЭС, суммарная мощность которых составляет 2,5 тысячи кВт.

  Не  спят в шапку и в других регионах страны. В Гродненской области  в 2002 году была построена МГЭС на реке Дятловка в поселке Новоельня. Затем  заработала гидроэлектростанция «Немново»  на Августовском канале (мощность 250 кВт). В прошлом году запустили Зельвенскую  ГЭС мощностью 200 кВт.

  На  Могилевщине завихрились воды на ГЭС «Вихряны» (250 кВт). В Брестской  области не забыли, что в Пружанском районе до 1960х годов тоже действовала  малая гидроэлектростанция. Необходимый  перепад воды между озером Паперня  и рекой Зельвянка обеспечила сохранившаяся дамба. Мощность новой  МГЭС – 200 кВт.

  В Солигорском районе была введена в эксплуатацию гидроэлектростанция мощностью 150 кВт. Ежегодно она будет вырабатывать около 1 миллиона кВт·ч электроэнергии. Это уже шестая по счету ГЭС в Минской области. Расположена она на левом берегу реки Случь в нижнем бьефе плотины Солигорского водохранилища. Здесь установлены две турбины производства Гродненского ООО «Промышленный союзэнергия» мощностью по 75 кВт каждая. Общая стоимость строительства станции составила 1,24 миллиарда рублей. Срок окупаемости – 68 лет.

  Вырабатываемая  на Солигорской ГЭС энергия поступает  в общую сеть энергосистемы Минской  области. Ее достаточно для обеспечения  электроэнергией 2,5 тысяч жителей  района.

  В 2002 году в Смолевичском районе на Дубровском водохранилище вступила в строй  МГЭС мощностью 150 кВт, за год она  способна выработать 1 миллион кВт·ч  электроэнергии. Всего в 2006 году на гидроэлектростанциях Минской области  было получено 9,5 миллиона кВт·ч электроэнергии. На нынешний год запланировано построить  еще две МГЭС – в Воложинском  и Логойском районах, а в течение  пятилетки – довести их количество до пятнадцати, с суммарной выработкой электроэнергии до 20 миллионов кВт·ч  в год.[7]

4. Влияние  гидроэнергетических объектов на  окружающую среду

   Гидроэнергетические объекты оказывают существенное влияние на окружающую природную среду.

  На  вопрос о том, можно ли сказать, что  ГЭС настолько отрицательно влияют на окружающую среду, что их не надо строить вовсе, или, наоборот, влияние  ГЭС на окружающую среду настолько мало, что их, ничуть не сомневаясь, можно строить дальше, единого ответа дать нельзя. В некоторых конкретных случаях их строить можно и должно, а в некоторых - нет.

  В наибольшей мере объективный ответ  на этот вопрос зависит от характеристики будущего водохранилища. Поэтому, повторяем, ответ о целесообразности строительства  каждой конкретной ГЭС должен рассматриваться  самостоятельно. К важнейшим характеристикам  водохранилища относятся: размер зеркала  водохранилищ, наличие в водохранилищах мелководий, влияние водохранилищ на местный климат, состояние почв и  растительности, а также на рыбное хозяйство и водный (речной) транспорт.

  Нельзя  дать каких-либо твердых цифровых показателей  типа: если на тысячу установленных  киловатт ГЭС приходится не более n квадратных километров зеркала водохранилища, то ГЭС строить можно, а если больше, то - нет. Надо, конечно, учитывать, насколько  ценные земли (главным образом с  точки зрения сельского хозяйства) будут затоплены.

  Большим бедствием являются водохранилища, большую часть которых составляют мелководья. Вода мелководий интенсивно прогревается солнцем, что создает  благоприятные условия для развития сине-зеленых водорослей. Они в  большинстве случаев не используются и, разрастаясь, гниют, заражают воду и  атмосферу.

  Существует  также проблема речного судоходства( которая не столь важна в Беларуси). В принципе сооружение ГЭС оказывает  двоякое воздействие на судоходство: повышение глубины реки в верхнем  бьефе, что для судоходства выгодно, и необходимость (при сквозном движении судов) сооружения шлюзов, что влечет за собой дополнительные капиталовложения.

  Два обстоятельства главным образом  влияют и на рыбное хозяйство. Во-первых, это касается так называемых проходных  рыб, так как воздвижение плотин на пути их миграции может привести к ликвидации очень денных проходных  рыб. Попытки создать специальные  устройства для миграции проходных  рыб пока к успеху не привели.

  Во-вторых, дело заключается и в том, что  уровень воды в реках, на которых  построены плотины ГЭС, подвержен  колебаниям, определяемым электрической  загрузкой ГЭС и, следовательно, количеством воды, которая должна протекать через ее турбины. Нередки  случаи, когда выметанная рыбами икра вблизи поверхности реки гибнет (засыхает) вследствие понижения уровня воды.[8]

  Среди всех проблем, можно выделить и аварии, последствия которых не лучшим образом  отражаются на окружающей среде. К крупнейшим авариям в мире на ГЭС относят  следующие:

• 17 мая 1943 года — подрыв Британскими войсками по операции Chastise плотин на реках Мёне (водохранилище Мёнезее) и Эдер (водохранилище Эдерзее), повлекшие за собой гибель 1268 человек, в том числе около 700 советских военнопленных.
• 9 октября 1963 года — одна из крупнейших гидротехнических аварий на плотине Вайонт в северной Италии.
• В ночь на 11 февраля 2005 года в провинции Белуджистан на юго-западе Пакистана из-за мощных ливней произошел прорыв 150-метровой плотины ГЭС у города Пасни. В результате было затоплено несколько деревень, более 135 человек погибли.
• 5 октября 2007 года на реке Чу во вьетнамской провинции Тханьхоа после резкого подъема уровня воды прорвало плотину строящейся ГЭС Кыадат. В зоне затопления оказалось около 5 тысяч домов, 35 человек погибли.
• 17 августа 2009 года — крупная авария на Саяно-Шушенской ГЭС (Саяно-Шушенская ГЭС самая мощная электростанция России).[9]