— Есть три основных генерирующих компонента. Во-первых, это тепловые станции. Они работают на газе и на угле. Некоторые из них чисто электрические, а другие — комбинированные, то есть они еще и тепло вырабатывают. Во-вторых, атомные электростанции (АЭС).
И в-третьих, гидроэлектростанции (ГЭС).
— Какова доля разных видов генерации?
— Конечно, основную долю занимают тепловые станции — это две трети всех установленных мощностей и выработки электроэнергии. При этом в европейской части находятся преимущественно газовые станции, а в Сибири — угольные. Если говорить об удельном весе других источников энергии, то ГЭС в 2011 году по мощности занимали около 20%, а по выработке — 15%.
Для сравнения, у АЭС немного другие показатели: 11% по мощности и 17% по выработке. Атомщикам государство дало приоритет, они обеспечивают базовую мощность. Это связано со спецификой отрасли и повышенными требованиями безопасности — чтобы не нервировать лишний раз оборудование.
И еще несколько цифр приведу. Суммарная установленная мощность всех наших электростанций (без учета тех, что ввели в 2012 году — это пока не учтено в статистике) — 218 гигаватт. А выработка по прошлому году составила 1,02 трлн. киловатт-часов. Если разделить общую выработку на население страны и получить средние показатели, то на каждого жителя мы тратим 6900 киловатт-часов в год.
Строительство ГЭС в Жемыславле
Это невысокий показатель по сравнению с наиболее развитыми странами. В Европе и США он превышает 10 тысяч киловатт-часов.
— Как известно, первоначальные инвестиции в строительство ГЭС гораздо больше, чем в возведение угольной или газовой станции. Насколько они больше из расчета на мегаватт мощности или по другим характеристикам?
— Сегодня в основном идет строительство парогазовых и газотурбинных тепловых станций. Они имеют очень высокий коэффициент полезного действия, который уже доходит до 60%. Плюс ко всему они имеют очень высокую мобильность. Все тепловые станции, которые сегодня модернизируются, переходят на новые технологии.
Однако есть и минус — оборудование на них в основном используется иностранное. Надежное, но все же произведенное за рубежом. Удельная стоимость строительства газовой станции — 800 — 1000 долларов на установленный киловатт. По углю речь может идти о стоимости до 2000 — 3000 долларов на киловатт. Атомные станции — 3500 — 4000 долларов.
В данном случае большие деньги идут на обеспечение безопасности. Если говорить о ГЭС, то на начальную стоимость строительства влияет множество факторов. Кроме территориального и климатического характера, есть еще фактор мощности. К примеру, размер гидростанции может сильно меняться: от 1 киловатта до нескольких миллионов киловатт. Но в среднем затраты на строительство ГЭС находятся в диапазоне 2000 — 2300 долларов за киловатт.
— Насколько дешевле энергия воды по сравнению с углем или газом? Можно привести конкретные цифры по себестоимости?
— Для начала приведу цены. Есть такой рыночный документ — бюллетень Федеральной службы по тарифам. На 2012 год в нем установлены следующие регулируемые цены. АЭС — 20 копеек за киловатт-час. Тепловые газовые — 90 — 100 копеек. Тепловые на угле в Сибири дешевле — 40 — 60 копеек.
Проэктирование строительства мини ГЭС
ГЭС — 10 — 16 копеек.
— За какой срок более дешевая гидроэнергия (после начала эксплуатации ГЭС) отбивает эти затраты?
— Начнем с того, что тепловая энергетика ни с кем не конкурирует. С АЭС та же самая ситуация. Объекты строятся согласно госпрограмме. А вот гидроэнергетика всегда строилась, сопоставляя свою экономику с возможной альтернативой. Срок возврата капитальных вложений по сегодняшним ценам и экономическим требованиям — 10 — 12 лет. Это точка безубыточности.
В это время инвестор возвращает все вложенные средства. После этого периода станция выходит на абсолютную эффективность. Грубо говоря, через 15 лет станция превращается в курицу, несущую золотые яйца. Только затраты на эксплуатацию, и при этом никаких расходов на топливо, которые в других типах станций доходят до 30 — 50%.
— Если ТЭЦ можно ставить хоть в чистом поле, то выбор места для ГЭС — трудоемкое занятие. Какую долю в затратах на строительство станции занимает проектирование и поиск оптимального места? Сколько это вообще может стоить?
— Вы правильно отметили, что тепловые станции можно строить по типовым проектам и рядом с населенными пунктами. Сейчас в основном строятся тепловые станции нового типа с высоким КПД. Неприятностей с выбросами меньше. Их можно строить в густо заселенной местности. Это западные технологии.
Тепловые станции используют типовое оборудование. Оно прошло апробацию, испытания, запущено в серийное производство. Идет привязка только на затраты по размещению на местности. Плюс топливная инфраструктура должна быть.
Для сравнения, любая ГЭС ни на кого не похожа. Очень много факторов влияют на изменчивость: объем стока в конкретном месте реки, топография, геология. В общем, всегда все по-новому. На проектные изыскательские работы уходит достаточно много средств. Если это миллионники (ГЭС, мощностью более 1 гигаватта), то проектирование занимает 5 — 7% в общих затратах.
Если небольшие объекты — 7 — 9%. Для сравнения, стоимость проектирования на иностранных объектах составляет 8 — 10%.
— Если доля ГЭС в энергобалансе страны будет расти, приведет ли это к уменьшению стоимости киловатт-часа? Что об этом говорит опыт других стран?
— Уже более 20 лет изучается возможность строительства Эвенкийской ГЭС. Мощность ее — 12 млн. киловатт. А выработка по году — 50 млрд. киловатт-часов. Для сравнения, весь Волжско-Камский каскад (8 станций) вырабатывают всего 40 млрд. киловатт-часов.
Планировалось, что энергия Эвенкийской ГЭС будет переброшена в европейскую часть. Расстояние немалое — 3500 км. Что это даст? Вот еще одно сопоставление. Это семь миллионных блоков атомных станций. То есть Курская и Смоленская АЭС вместе взятые.
Это 9 миллионных блоков тепловых станций. И это примерно 15 млн. тонн условного топлива, которое сжигается в год. Это примерно первая очередь «Северного потока». Эта энергия придет абсолютно чистой. Эта энергия может использоваться в любом режиме, который необходим энергосистеме европейской части России.
По стоимости это примерно на 70% дешевле, чем строить АЭС в центре страны, а затем обеспечивать их ураном.
Но в данном случае возникает другая проблема — переброска этой энергии. Но это надо как-то решать. Мы в основном используем трубопроводы, а также железнодорожный транспорт. Почему бы не использовать электрический транспорт? Это наиболее эффективный способ.
Он себя точно окупит. Давно известна технология по передачи электроэнергии на дальние расстояния по ЛЭП постоянного тока сверхвысокого напряжения. В мире существуют такие линии – в Китае, Бразилии, Канаде, ориентированные именно передачу электроэнергии с крупных ГЭС. В СССР было начато строительство ЛЭП постоянного тока длиной 2400 км из Экибастуза в Казахстане (где строились мощные тепловые электростанции на угле) в европейскую часть России, но развал страны не позволил завершить этот проект.
— Как сильно уменьшаются экологические последствия: в частности, выбросы углекислого газа и загрязняющих веществ? Насколько ГЭС лучше других видов станций в плане экологии? Ведь это тоже важный фактор для сопоставления с альтернативными вариантами.
— Надо сказать, что экологи занимают правильную позицию. Воспитывают всех промышленников в нужном направлении. Тем не менее, очень часто экологические экспертизы сильно мотивированы. Но мы этот вопрос обсуждать не будем. Конечно, надо признать, что абсолютно безвредной энергетики не бывает.
В процессе эксплуатации у ГЭС неоспоримое преимущество — чрезвычайно низкое воздействие в части глобального климата. Сама гидростанция никаких загрязнений не выбрасывает – ни в воздух, ни в воду. Единственный источник, который вызывает активные возражения экологов, — это зона водохранилища. Есть воздействие на геологическую среду, а также на животный и растительный мир.
Кроме того, болезненный момент — переселение населения из зоны затопления. Отмечается влияние на воздушную среду — повышение влажности, изменения температурные. Но все это локализуется в очень небольшом удалении от водохранилища.
— Можете цифры привести?
— За всю историю гидростроительства в России затоплено 4,5 млн. гектаров земель. В том числе 1,6 млн. гектаров сельхозугодий. И примерно 460 тысяч гектаров пашни. Но все, как известно, познается в сравнении. Если брать уровень пахотных угодий в доперестроечный период в РСФСР, то объем затопленных земель составлял всего 0,3% от всей пашни.
В результате всех гидростроек в СССР было переселено около 850 тысяч человек по всем стройкам. При этом только на Волжско-Камском каскаде — 670 тысяч. Это все-таки самый населенный регион. Если взять удельные величины, то на каждый миллион киловатт-часов выработки ГЭС в год приходится примерно 26,5 гектаров земли. А если взять переселение — около 5 человек на миллион киловатт-часов выработки.
Для сравнения, новые строящиеся объекты содержат более жесткие требования. Здесь нужно отдать должное экологам. Они серьезно поработали, добились хороших результатов. Так, когда строятся ГЭС в европейской части (в основном имеется в виду кавказский регион, а также север страны), то показатели следующие — 12 га, 0,4 человека. По сибирским объектам — 10 га и 0,3 человека.
А по Дальнему Востоку — 9 га и 0,1 человека на миллион киловатт-часов выработки в год.
— Сколько минерального сырья (угля или газа) экономит ГЭС в год (опять же из расчета на мегаватт мощности или по другим характеристикам)?
— Тут мы выходим на то, что такое энергетика. Надо ответить на вопрос: это объекты бизнеса или государственного уровня? Вся энергетика ресурсная, но есть возобновляемые ресурсы, а есть исчерпаемые. Если вторые так называются, то нам надо знать, когда они закончатся. Иначе как можно строить планы развития государства на будущее, не зная таких важных величин?!
Несколько слов о том, чем владеем мы (гидроэнергетики), а чем — наши коллеги (тепловые энергетики и атомщики). Ресурсы гидроэнергетики следующие. Есть такое общемировое понятие — гидропотенциал. Он делится на несколько категорий. Теоретический — это вообще сколько природа создала.
Технический — что можно использовать. Экономический — что экономически эффективно использовать сейчас.
Так вот, по России расклад, соответственно, следующий: 2,4 трлн., 1,67 трлн, 0,85 трлн. киловатт-часов годовой выработки электроэнергии. Мы в середине прошлого века провели анализ по оценке этого потенциала. Он у нас второй в мире. Большим обладает только Китай. У них 3 трлн. киловатт-часов в год.
Но у них народу побольше — им больше надо.
— Насколько мы серьезно используем наш потенциал?
— Главное отличие состоит в том, что тепловые станции зависят от того, сколько в них угля забросить, а ГЭС — от того, сколько бог воды даст в тот или иной год. Если брать по среднемноголетнему стоку, то на построенных ГЭС он может дать примерно 180 млрд. киловатт-часов в год. Это значит, что мы сегодня используем на 21% наш экономический гидропотенциал.
Причем этот показатель отличается по регионам. Страна у нас большая. В европейской части России этот показатель достигает 41%. В азиатской части в целом — 16%. А если брать только Дальний Восток — всего 6%.
Европа уже использовала практически все свои технически возможные потенциалы. Это и понятно. Они бедны ресурсами. Канада, которая к нам очень близка и по климату, и по ресурсам, перешла за 50% по использованию своего потенциала. Сегодня Россия на одном из последних мест по уровню использования своего потенциала.
К примеру, китайцы производят около 600 млрд. киловатт-часов в год за счет гидроэнергии. И активно наращивают мощности.
Для сравнения, если у нас в 70-е годы был рекорд гидростроения — возводилось одновременно 37 объектов, то в Китае сейчас одновременно больше 100 ГЭС строится. Это диктуется экономическими проблемами.
— Вода — это возобновляемый ресурс. А вот газ и уголь рано или поздно закончатся. Надолго ли нам хватит их?
— Вот вам цифры. В прошлом году тепловая энергетика России использовала для своих нужд 168 млрд. кубометров газа — это порядка 190 млн. тонн условного топлива. Угольные станции — примерно 128 млн. тонн угля. И наконец, сожгли еще 2,5 млн. тонн мазута. Вся наша тепловая энергетика сидит на двух основных ископаемых — 72% газа и 27% угля.
Россия — единственная экономика мира, которая так безбожно сжигает газ. «Топить газом — это топить ассигнациями», — так говорил еще Менделеев. Мы сейчас именно этим и занимаемся.
Мы сели на газовую иглу. Конечно, газовые станции более экологичны и эффективны в эксплуатации. У них отсутствует вся часть по подготовке угля и утилизации золы. Выбросили в атмосферу — и все! Но если исходить из ресурсов, которыми владеет страна и целесообразности их использования, то есть явное искажение того, что мы пренебрегаем сегодня угольной энергетикой.
Конечно, цифры по реальным запасам наших минеральных ресурсов секретные. Но есть различные источники, из которых что-то можно получить. Например, нефть напрямую не используется в выработке электроэнергии, но это все равно энергоисточник. Вот данные, которые фигурируют в различных оценках. В России есть 10 млрд. тонн нефти. Это примерно 6% от мировых запасов.
В Саудовской Аравии больше 20%. По природному газу (не включая сланцевый) наши запасы оцениваются в 50 трлн. кубометров. Это 27% мировых запасов. И первое место мы занимаем по этому показателю. Сегодня мы производим около 500 млн. тонн нефти в год и свыше 600 млрд. кубометров газа.
Часть отправляем на экспорт, часть используем внутри страны. Нетрудно подсчитать, что всю нашу нефть мы съедим за 20 лет, а газа хватит лет на 70. Это простая задачка по математике. Вот наши возможности. И при этом нельзя будет сказать, что съели этот ресурс, возьмемся за другой.
Нет другого блюда. После этого мы окажемся не экспортером, а импортером энергетических ресурсов. Вы можете себе такое представить? Вполне может случиться так, что мы перейдем на ресурс, который называется «дрова».
Потребление газа в электроэнергетике страны в настоящее время более 40% от общего внутреннего потребления газа. Много это или мало? Здесь должна быть дана аргументированная государственная оценка с учетом перспективы экономического благосостояния страны.
Сегодня много говорят о сланцевом газе. По его запасам Россия также на первом месте, ожидаемые извлекаемые запасы 15 — 20 млрд. кубометров. Но добыча этого газа в 3 — 5 раз дороже добычи традиционного газа и сопряжена с крупномасштабными экологическими проблемами.
— Но у нас еще есть атомная энергия? В этом части мы вроде как вообще мировые лидеры.
— У атомщиков тоже не так все просто. Территориальные изменения страны очень сильно повлияли и здесь. По запасам урановых руд (уран-238) у нас примерно 10% от мировых. Однако сегодня у нас действует всего один карьер по добыче. На нем производится до 90% всех наших ресурсов. В 2009 году мы добыли 3,5 тысячи тонн урановой руды.
А Казахстан — 14 тысяч тонн. А в том же 2009 году мы использовали 16 тысяч тонн. То есть для нас урановая руда стала предметом импорта. При этом на обслуживание собственных АЭС ушло 5,2 тысячи тонн, а остальное мы отправляем за рубеж в виде ТВЭЛов, обслуживая построенные там станции.
Перспективы большой энергетики человечество связывает с освоением реакции термоядерного синтеза. Однако для производства этой энергии по экологически чистой технологии кроме многого другого нужен гелий три как основной элемент синтеза, которого нет на планете Земля в промышленных масштабах. Его много на Луне, но туда еще нужно «проложить дорогу» и организовать его производство. Все теоритически возможно. Остается определить время, цену, а также, что немаловажно, кто это сможет сделать.
— Что же делать?
— В России не надо все отдавать на откуп рынку — как по Чубайсу. В сфере энергетики должно быть государственное планирование. И главным вопросом — перспектива обеспечения энергетики топливными ресурсами. Сегодня мы газ усиленно пытаемся использовать. Но ведь это не только вопрос выработки электроэнергии.
Исчерпание газа ведет к тому, что вся наша химическая промышленность окажется без ресурса. А мы все знаем, какое у нас сейчас потребление пластмассы. Здесь точно дровами не заменишь.
Все сводится к тому, что нам нужно массово развивать гидроэнергетику. Именно ее запускали как первоочередную при развитии удаленных регионов. Во-первых, тем самым создавалась энергетическая инфраструктура — регион сразу же обеспечивался дешевой энергией. Сегодня развитие Дальнего Востока нужно начинать именно с внедрения туда ГЭС.
И мы должны понимать, что сегодня используем те ресурсы, которые природа нам дала на все время жизни на этой территории. Но надо же что-то внукам и правнукам еще оставить.
Мне представляется так. Было бы морально и экономически грамотно. Небольшой процент от тех доходов, которые страна получает, продавая ресурсы: нефть, газ и уголь, — надо направлять на возобновляемую энергетику. На то, что экономит нам эти ресурсы.
Источник: www.mhp.rushydro.ru
CПИСОК КРИТЕРИЕВ ОТБОРА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СТВОРОВ
Цель работы: научиться определять по карте места наивыгоднейшего расположения створа ГЭС, научиться комплексно оценивать условия района строительства и обосновывать выбор площадки гидроузла.
— изучить по карте гидрографию, рельеф речных долин, наличие населенных пунктов и инфраструктуры;
— запроектировать 2 варианта створов, руководствуясь критериями;
— построить поперечные профили по выбранным створам;
— определить ширину плотины по выбранному створу при разной высоте плотины;
— сравнить варианты и выбрать оптимальный.
Площадка для строительства гидроузла выбирается при технико-экономическом обосновании проекта. Она должна удовлетворять условиям нормальной эксплуатации, располагаться в благоприятных инженерно-геологических и гидрологических условиях и требовать на подготовительные работы и освоение сравнительно минимальных затрат. При этом должны соблюдаться законы о земле и об охране окружающей среды, требующие бережливого отношения к ценным сельскохозяйственным угодьям и к природе.
При выборе створа необходимо руководствоваться следующими критериями:
CПИСОК КРИТЕРИЕВ ОТБОРА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СТВОРОВ
· благоприятные топографические условия долины и гидрологические характеристики реки;
• экологический критерий (запрет на затопление особо охраняемых природных территорий);
• энергетический критерий (возможность получения максимальной мощности ГЭС при стоимости затапливаемых водохранилищем объектов, стремящейся к наименьшей, т. е. минимизация площадей затопления и объектов, требующих переноса, переустройства или защиты);
• критерий близости створов к объектам инфраструктуры:
— близость к автомобильным дорогам;
— близость к железным дорогам;
— близость к карьерам строительных материалов (для сооружения плотины из местных материалов);
— близость к планируемым объектам капитального строительства (близость участка, удобного для размещения строительной базы, жилого поселка, складов и т.д.);
· критерий перспектив развития района.
В данной работе при выборе вариантов размещения створов основным критерием является максимально благоприятные топографические условия долины реки. Для размещения плотины наиболее подходящими являются створы, в которых ширина плотины по гребню минимальна.
Ход выполнения работы
Карта выбирается из числа, предложенных преподавателем, либо скачивается из интернета по адресам:
Рис. 1 – Фрагмент карты масштаба 1:50 000
1. Дать характеристику русла выбранной на карте реки на исследуемом участке:
h – падение реки,
b – ширина русла,
v — скорость течения,
2. Дать характеристику береговых склонов: относительная высота, крутизна, форма поперечного профиля, строение слагающих их пород (отсутствие оползневых, просадочных, размываемых участков):
Высота правого берега, м
Высота левого берега, м
Уклон правого берега, %
Уклон левого берега, %
Ширина долины по низу, м
Ширина долины поверху, м
3. Построить поперечный профиль по выбранным створам.
Чтобы рельеф местности на чертеже был более выразительным, вертикальный масштаб профиля принимается обычно в десять раз крупнее горизонтального. Профили по осям плотин и защитных дамб составляются в масштабах: горизонтальный 1 : 2000 —1 : 1000, вертикальный 1 : 200—1 : 100.
Профиль строится либо в графическом редакторе, например, AutoCAD, либо вычерчивается вручную на листе формата А4 в карандаше (рис.2).
Для построения профиля в AutoCAD необходимо оцифровать фрагмент карты исходного масштаба (1:50 000) и увеличить цифровую модель до масштаба 1 : 5000 или 1:2000.
Все материалы оформить в один отчет по ЛР, составить пояснительную записку с обоснованием выбора створа для строительства ГЭС и подготовиться к защите своего проектного решения на зачетном занятии.
Рис.2 – Пример построения поперечного профиля по створу
| Приложение 1 | ||||||||||
| Физико-технические требования к площадке для строительства гидроузла | ||||||||||
| Вид сооружения | Размер площади | Топография (рельеф) | Геология (гидрогеология) | Гидрология | Метеорология | Дорожная сеть | Энергосети (газ, эл/снабжение трубопроводы) | Водоснабжение | Жилой поселок | Бассейн для сброса воды |
| Гидроузлы (водохранилища) | до 10 км 2 ( 200—300 км 2 ) | Суженные участки речных долин | Прочные нефильтрующие грунты | Наличие определенного режима и расхода воды в реке | Низкая испаряемость воды с поверхности водохранилища. Малые потери воды на ледообразование | Необходимы временные дороги | Необходимы | Необходима только питьевая вода | Необходим | Не требуется |
| Наличие вблизи площадок карьеров строительных материалов в значительной степени удешевляет и ускоряет строительство. |
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней.
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою.
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной.
Источник: megaobuchalka.ru
Все о ГЭС: как это работает, крупнейшие ГЭС, экология проектов
Место для строительства выбирают очень тщательно, ведь неправильное расположение станции может не только снизить ее эффективность, но и привести к затоплению близлежащих районов, в том числе и населенных.
Чтобы построить эффективно работающую гидроэлектростанцию, соблюдаются следующие требования:
Сильная река, текущая под углом и обеспечивающая круглогодичный доступ воды
В результате работы гидростанции вода постоянно испаряется в большом количестве, поэтому необходим сильный водный поток, нивелирующий испарение. Идеально, если река проходит под большим углом, а течение непрерывное и сильное.
Приближенность мест добычи сырья и строительных материалов
ГЭС чаще всего строится рядом с горными реками, поэтому может быть сложно доставлять материалы к месту стройки. Поэтому место для строительства выбирают с учетом близко расположенных карьеров для добычи высококачественного песка, камня и других стройматериалов.
Устойчивость почвы
Станцию строят только там, где скалистые структуры и почва достаточно устойчивы, чтобы выдержать огромную нагрузку от силы потока в плотине, веса воды и самого сооружения. Горные породы должны выдерживать землетрясения и не пропускать воду, чтобы не ослабить плотину.
Принцип работы ГЭС
Работа гидроэлектростанции достаточно проста. Возведенные гидротехнические сооружения обеспечивают стабильный напор воды, который поступает на лопасти турбины. Напор приводит турбину в движение, в результате чего она вращает генераторы. Последние и вырабатывают электроэнергию, которую затем по линиям высоковольтных передач доставляют потребителю.
Основная сложность подобного сооружения – обеспечение постоянного напора воды, что достигается путем возведения плотины. Благодаря ей большой объем воды концентрируется в одном месте. В некоторых случаях используют естественный ток воды, а иногда плотину и деривацию (естественное течение) применяют совместно.
В самом здании находится оборудование для ГЭС, основная задача которого заключается в преобразование механической энергии движения воды в электрическую. Эта задача возложена на генератор. Также используется и дополнительное оборудование для контроля работы станции, распределяющие устройства и трансформаторные станции.
Ниже на картинке показана принципиальная схема ГЭС.
Как видите, поток воды вращает турбину генератора, тот вырабатывает энергию, подает ее на трансформатор для преобразования, после чего она транспортируется по ЛЭП к поставщику.
Особенности получения гидроэнергии
- Основная особенность гидроэнергетики – это то, что энергия рек перерабатывается в электричество.
- Гидроэнергетический способ получения электричества – один из самых выгодных и дешевых.
- Гидроэнергетика экологически чистая, так как речной сток – это возобновляемый источник энергии, а вредных отходов в процессе не выделяется.
- ГЭС часто строятся в горах и территориально отдалены от потребителей.
- Плотины перекрывают пути нереста рыб, однако в самих водохранилищах рыба может беспрепятственно размножаться, что увеличивает рыбное поголовье и положительно сказывается на рыбном хозяйстве.
- Защитные сооружения для водохранилищ ограничивают площадь затопляемых территорий.
- Строительство ГЭС подразумевает использование мощных систем подготовки воды и очистительных систем.
Список крупнейших ГЭС России
- Красноярская ГЭС — г. Дивногорск, на реке Енисей.
- Братская ГЭС — г. Братск, р. Ангара.
- Усть-Илимская — г. Усть-Илимск, р. Ангара.
- Саяно-Шушенская ГЭС — г. Саяногорск.
- Богучанская ГЭС — на реке. Ангара.
- Жигулёвская ГЭС — г. Жигулевск, р. Волга.
- Волжская ГЭС — г. Волжский, Волгоградская обл, река Волга.
- Чебоксарская — г. Новочебоксарск, река Волга.
- Бурейская ГЭС — пос. Талакан, река Бурея.
- Нижнекамская ГЭС — Челны, р. Кама.
- Воткинская — г. Чайковский, р. Кама.
- Чиркейская — река. Сулак.
- Загорская ГАЭС — река. Кунья.
- Зейская — г. Зея, р. Зея.
- Саратовская ГЭС — река. Волга.
Классификация гидроэлектростанций
Гидроэлектростанции классифицируются по нескольким признакам:
По принципу действия
Плотинные
Это самый распространенный тип ГЭС. Для их работы создается плотина, перекрывающая русло реки для создания напора. Плотинные гидроэлектростанции строятся как у равнинных рек, так и в местах сужения русел горных рек.
Приплотинные
Такие ГЭС строят при сильном водном напоре. Реку при этом полностью перегораживают с помощью плотины, а станцию располагают снизу за плотиной. Вода поступает к турбинам по напорным тоннелям.
Деривационные
Деривационные гидроэлектростанции строятся на руслах рек с большим уклоном по принципу отведения воды. Большой уклон не позволяет накапливать воду в нужных количествах, поэтому воду забирают из русла и искусственным путем подводят к самой станции по водоотводу с малым уклоном. В результате к гидростанции вода поступает с большой высоты. Именно разницей в уровнях жидкости обусловлен сильный напор станции.
Гидроаккумулирующие (ГАЭС)
В ГАЭС строятся два бассейна: нижний и верхний, сама станция располагается около нижнего бассейна. Во время возникновения избыточных электрических мощностей в системе электроснабжения агрегаты выполняют роль насосов, качая воду из нижнего бассейна наверх.
При необходимости воду пускают по трубам вниз, запуская турбины. Преимуществом ГАЭС является то, что они собирают электричество и используют его во время пиковых нагрузок.
По вырабатываемой мощности
По мощности АЭС делятся на:
По напору воды
Энергия воды преобразуется в электричество при помощи вращения лопастей. Так как турбины разного типа рассчитаны на разные нагрузки, то от напора воды зависят характеристики и материал используемых турбин.
Деление ГЭС по максимальному напору воды:
- низконапорные (3-25 м);
- средненапорные (25-60 м);
- высоконапорные (больше 60 м).
Принцип работы гидроэлектростанции
Принцип действия ГЭС дотстаточно прост. Вода под давлением, большим напором попадает, а чаще падает, на лопасти гидротурбины, которые, в свою очередь вращают ротор генератора, который уже вырабатывает электричество. Для достяжения необходимого напора воды создаются плотины, и как следствие, образуется концентрация реки в определенном месте. Также может использоваться и деривация- отвод воды от главного русла реки в сторону по каналу. Есть случаи использования двух методов создания напора одновременно.
Принцип работы гидроаккумулирующей электростанции отличен от обычной, привычной нас ГЭС. У ГАЭС существуют два периода работы, такие как турбинный и насосный. Во время насосного режима ГАЭС потребляет электроэнергию, которая подаётся от тепловых электростанций во время минимальной нагрузки (примерно 7-12 часов в сутки).
В этом режиме на ГАЭС происходит перекачка воды в верхний аккумулирующий бассейн из нижнего питающего водохранилища (станция запасает энергию). В турбинном режиме ГАЭС отдаёт накопленную энергию обратно в сеть во время максимальной нагрузки на неё (2-6 часов в сутки). Вода в этот период из верхнего бассейна направляется обратно в питающее водохранилище, вращая при этом турбину генератора.
Плюсы и минусы гидроэлектростанций
Плюсы и минусы ГЭС и созданных водохранилищ занесены в таблицу.
| Преимущества ГЭС | Недостатки ГЭС |
| Практически полная возобновляемость источника энергии | Выбросы в атмосферу водяного пара, являющегося вторым (после CO2) парниковым газом по влиянию на глобальное потепление |
| Отсутствие токсических выбросов в атмосферу | Заболачивание земель |
| Долгая эксплуатация (более 100 лет) | Изменение фауны, миграция животных в затопленных районах |
| Усиленное размножение рыб в водохранилищах | Перекрывание рек для нереста рыб |
| Дешевизна получаемой энергии | Переформирование русел рек |
| Улучшение условий для орошения и судоходства | Влияние на климат (становится более умеренным) |
Если сравнивать ГЭС с АЭС и другими видами электростанций, то преимуществом ГЭС является то, что для ее работы не требуется добывать ядерное топливо, нефть или уголь, а по итогам работы в атмосферу не выбрасываются токсины и не остаются опасные неразлагаемые отходы.
Гидроэнергетика России
На сегодняшний день в России суммарно вырабатывается более 100 МВт электроэнергии на 102 гидроэлектростанциях. Общая мощность всех гидроагрегатов ГЭС России составляет порядка 45 млн кВт, что соответствует пятому месту в мире. Доля ГЭС в общем количестве вырабатываемой электроэнергии в России составляет 21 % — 165 млрд кВт*ч/год, что также соответствует 5 месту в мире. По количеству потенциальных гидроэнергоресурсов Россия стоит на втором месте после Китая с показателем 852 млрд кВт*ч, но при этом степень их освоения составляет лишь 20%, что существенно ниже, чем практически у всех стран мира, в том числе развивающихся. Для освоения гидропотенциала и развития российской энергетики в 2004 году была создана Федеральная программа по обеспечению надежной эксплуатации функционирующих гидроэлектростанций, завершение действующих строек, проектирование и возведение новых станций.
Существующие крупные ГЭС
В мире на данный момент более 60 стран покрывают половину от всего потребляемого электричества именно энергией, получаемой с помощью гидростанций.
В России
Гидроэнергетические ресурсы в России обширны, так как страна насчитывает огромное количество рек. Всего в России на данный момент работает 189 гидроэлектрических станций, вырабатывающих 20% от общего количества электроэнергии.
Саяно-Шушенская ГЭС имени Непорожного (Хакасия)
Строилась ГЭС с 1963 по 2000 год на р. Енисей. Первый запуск был осуществлен в 1978 г. Полностью станция заработала в 86 г., но после этого по сооружению пошли трещины, и оно начало разрушаться. Именно на этой ГЭС, одной из самых крупных в РФ, в 2009 г. произошла единственная авария, унесшая жизни 75 человек. Из-за разрушения одного из агрегатов машинный зал был затоплен.
Ремонт длился до 2011 г., целиком станция заработала в 2014. Мощность станции – 6400 МВт.
Красноярская ГЭС (Красноярский край)
Красноярская станция (6000 МВт) также строилась на р. Енисей с 56 по 72 гг. и впервые ввела агрегаты в 1967 г. Это самая рентабельная тепловая станция на территории России и вторая по рентабельности ГЭС.
Братская ГЭС (Иркутская область)
Эта станция с мощностью 4500 МВт была построена в 1954 г. на р. Ангара, агрегаты вводились с 61 по 66 гг. Станция является крупнейшей в Сибири и первой по рентабельности в РФ.
В мире
Три ущелья, Китай
Это призер по величине среди всех ГЭС на Земле мощностью в 22.5 тысячи МВт. Вырабатывает 10% от всей электроэнергии в Китае. Год запуска агрегатов – 2003. Полную мощность станция набрала в 2012 г. Дамба построена на р. Янцзы.
Итайпу, Парагвай
Мощность этой станции составляет 14 000 МВт. Год начала строительства – 84. Всего на станции работает 18 агрегатов. ГЭС поставляет электричество примерно пятой части Парагвая.
«Гури», США, Венесуэла
Мощность «Гури» – 10 235 МВт. Этой мощности хватает, чтобы поставлять ток 65% всего штата. Станцию начали строить в 63 г., а первые агрегаты заработали в 78 г. Это самая крупная ГЭС в США и третья по величине в мире.
ГЭС изнутри
Теоретически с гидроэлектростанциями все понятно — вода идет из верхнего бьефа в нижний, крутит рабочее колесо турбины. Турбина вращает генератор, а тот вырабатывает электричество… Интересны детали.
Хозяйке на заметку: чтобы получить 1 киловатт-час электроэнергии, надо спустить с высоты 27 метров 14 тонн воды. (Детали подсмотрены в процессе посещения девяти разных гидроэлектростанций).
Перефразируя классика: все тепловые электростанции похожи друг на друга, каждая гидроэлектростанция устроена по-своему. Иными словами, типовых ГЭС не существуют, все ГЭС разные. У каждой свой расход воды, напор, рельеф, грунт, климат, близость моря, объем водохранилища…
Вот, например, вроде бы обычный машинный зал станции. За исключением того, что все окна в нем — искусственные, с подсветкой.
Все потому, что машинный зал находится в скале на глубине 76 метров.
Это первая в СССР подземная гидроэлектростанция, с поверхности к ней идут четыре водовода диаметром 6 м. А это шахта, также вырубленная в скальном основании, для извлечения из глубинного машзала оборудования в случае его ремонта/замены:
Затворы и сбросные сооружения
В идеале вся вода должна идти через турбины и давать энергию. Но не всегда это возможно.
Часть воды приходится сбрасывать мимо ГЭС: — при ремонте гидроагрегатов; — при весенних паводках, если нет водохранилища многолетнего регулирования (а его часто нет); — бывает, что в каскаде ГЭС (станций, стоящих на одной реке) пропускная способность верхней станции больше, чем нижней; тогда нижняя должна пустить часть воды мимо турбин, иначе ее просто затопит; — иногда открывают холостой водосброс по запросу рыбзаводов для пропуска мальков вниз по течению; — и т.д.
Холостой водосброс Беломорской ГЭС — это три затвора.
Довольно много внимания уделено вопросу резервирования, потому что не суметь вовремя понизить уровень в водохранилище — это чревато. Любой из затворов здесь можно опустить/поднять козловым краном, два из трех — электрическими лебедками. В крайнем случае можно и вручную (со скоростью, правда, 3 см/мин).
Затвор поднят, идет холостой сброс для водозабора города Беломорска, находящегося ниже по течению:
Для борьбы с обледенением затворов применяют индукционный подогрев. На обогрев данного экземпляра, например, требуется 150 кВт:
Иногда для этого же делают барботаж — пропускают воздух из глубины вдоль затвора; видим шланг системы сжатого воздуха:
На сбросе предусматривают мероприятия для гашения кинетической энергии потока — водобойные колодцы, столкновение потоков, ступени или, как здесь, на Волховской ГЭС — водобойная плита с гасителями:
О рыбе
На Нижнетуломской ГЭС сделан специальный рыбоход для семги, поднимающейся на нерест вверх по течению. Конструкция имитирует собой полукилометровый горный ручей с камнями на дне, зигзагообразными проходами и местами для отдыха рыбы.
Интересно, что в период нереста на ГЭС отключают ближний к рыбоходу 4-й гидроагрегат, чтобы семга могла услышать шум рыбохода и направиться именно туда.
На Верхнетуломской станции рыбоход сделали в виде 2-километрового тоннеля с подсветкой и специального рыболифта, но такая конструкция оказалась неудачной, рыба не пошла. Из положения вышли — тоннель превратили в рыбзавод и пускают в него теплую воду от охлаждения генераторов. И малькам хорошо, и энергоэффективность налицо. Откуда в генераторе теплая вода — см.ниже.
Безопасность
Напомню, что при аварии-2009 на Саяно-Шушенской ГЭС после прорыва воды в машинный зал было быстро потеряно электропитание собственных нужд станции, в результате чего сброс затворов на водоприемниках пришлось производить вручную. По следам этого происшествия на ГЭС активно занялись резервным питанием — аварийные дизель-генераторы, аккумуляторы.
Это тоже элемент безопасности — аэрационные трубы в верхней части водоводов Кондопожской ГЭС:
Толщина стальных стенок водоводов сравнительно небольшая — 12 мм. Кольца водоводов рассчитаны на большое внутреннее давление или небольшой вакуум. Но если закрыть верхние затворы и водовод резко опорожнить, то внутри них возникнет глубокий вакуум, и трубы могут деформироваться. Аэрационные трубы впустят воздух при опорожнении, и все будет хорошо.
Остатки деревянного водовода 1930-х годов:
На случай, если во время работы турбинный водовод все же прорвется, предусмотрена защитная стенка (в центре кадра):
Благодаря ей вода пойдет не направо — на административное здание, а обойдет станцию слева и по выемке уйдет в нижний бьеф.
Управление и контроль
Сейчас мы находимся между турбиной и генератором и наблюдаем соединяющий их вал. Слева видна схема гидроагрегата с выведенными на нее манометрами, показывающими давления в системе смазки.
Под ногами — гидравлические приводы направляющего аппарата:
Больше параметров можно увидеть в машинном зале.
Температуры воды и воздуха, уровни воды в бьефах:
Мнемосхема на дисплее. Этот гидроагрегат не работает (мощность 0 МВт, направляющий аппарат закрыт, частота вращения ротора 0 %).
Хорошо видно, как из спиральной камеры турбины (внизу) вода отбирается и подается на охладители генератора (он в центре, красного цвета, охладители А и Б) и для смазки подпятника, верхнего (ВГП) и нижнего (НГП) генераторных подшипников. Да-да, они смазываются водой. Отсюда и берется теплая вода для рыбзавода.
В правой части виден красный бак с маслом — это гидравлическая система управления направляющим аппаратом. Здесь же показываются давления, расходы и уровни всех жидкостей.
Информация о вибрациях:
В скобках: официально причиной разрушения гидроагрегата на той же Саяно-Шушенской было названо усталостное разрушение шпилек крепления крышки турбины из-за вибраций, возникавших при переходах гидроагрегата через диапазон «запрещенной зоны» (есть и другие мнения, но сейчас не об этом).
Где находится «запрещенная зона», увидим на центральном пульте управления ГЭС:
Гидроагрегаты Г1, Г3, Г4 в работе, Г2 остановлен. На черном фоне — мощность, которую вырабатывают генераторы 38,1/38/38 МВт соответственно. У Г3 и Г4 столбики красные, потому что они работают на полную мощность, у Г1 еще есть резерв. За столбиками видна красная зона — это как раз тот диапазон мощности, в котором гидроагрегату нежелательно работать и который при пуске/останове надо побыстрее проскочить.
Кстати, знающий человек еще снаружи здания скажет, какой из гидроагрегатов не работает:
Вторая пара противовесов поднята — значит, затворы на турбинных водоводах агрегата номер 2 опущены.
Весьма активно внедряют удаленное управление. Так, например, эта станция на 60 МВт работает круглосуточно, но персонал на ней бывает только днем и в рабочие дни, в остальное время — управляется по телемеханике с головной ГЭС:
ГЭС работают по т.н. диспетчерскому распоряжению, которое регламентирует когда и сколько станции выдавать электроэнергии. Поскольку ГЭС — самые маневренные источники энергии (быстро запускаются и быстро останавливаются), то они служат для покрытия пиковых нагрузок и их выработка меняется в зависимости от времени суток и дня недели. В отличие от тепловых и атомных электростанций, которые обеспечивают базовую часть потребления и работают в относительно стабильном режиме.
Диспетчерское распоряжение на экране (сорри за космическое качество снимка; по оси абсцисс — часы, по оси ординат — мощность):
Диспетчерское задание учитывает взаимное влияние ГЭС в каскаде, уровни воды в их водохранилищах, запросы потребителей по воде и электричеству и т.д. и на основании этого распределяет выработку энергии между станциями. Любопытно, что на реке Паз на границе между Норвегией и Россией работает 5 российских и 2 норвежских ГЭС, а сама река вытекает из финского озера. И ничего, как-то договорились.
Влияние ГЭС на экологию
Гидростанции негативно сказываются на экологии, потому что вырабатывают водяные пары и увеличивают испарение воды из-за расширения площади ее поверхности. Это провоцирует изменения в микроклимате, сказывающиеся на экосистеме.
Также происходит существенное нагревание и понижение качества воды. Из-за перегрева в воде уменьшается уровень кислорода, что провоцирует зарастание дна водорослями.
Также водоемы загрязняются разлагающимися органическими отходами (листьями, ветвями деревьев и т.д.) из-за отсутствия водообмена. Все это приводит к ухудшению условий жизни и повышению заболеваемости рыб и других водных обитателей.
Волжская ГЭС
В прошлом Сталинградская и Волгоградская ГЭС, а ныне «Волжская», расположенная в одноименном городе Волжский на реке Волга, средненапорная станция руслового типа. На сегодняшний день считается крупнейшей гидроэлектростанцией в Европе. Количество гидроагрегатов – 22, электрическая мощность – 2592,5 МВт, среднегодовое количество вырабатываемой электроэнергии 11,1 млрд кВт*ч. Пропускная способность гидроузла – 25000 м3/с. Большая часть вырабатываемой электроэнергии поставляется местным потребителям.
Возведение ГЭС стартовало в 1950 году. Пуск первого гидроагрегата был осуществлен в декабре 1958. В полном объеме Волжская гидроэлектростанция заработала в сентябре 1961 года. Ввод в эксплуатацию сыграл важнейшую роль в объединении значимых энергосистем Поволжья, Центра, Юга и энергоснабжения Нижнего Поволжья и Донбасса.
Уже в 2000-х годах было произведено несколько модернизаций, что позволило увеличить общую мощность станции. Кроме производства электроэнергии Волжская ГЭС используется для орошения засушливых земельных массивов Заволжья. На сооружениях гидроузла устроены автодорожные и железнодорожные переходы через Волгу, обеспечивающие связь районов Поволжья между собой.
Жигулевская ГЭС
0
Установленная мощность — 2330,5 МВт. Где расположена — стоит на Волге недалеко от города Тольятти (Самарская область). Начало строительства — 1951 год. Введена в строй — 1957 год. ТТХ плотины: высота — 52 метра, длина — 3780 метров.
Основной потребитель — Объединенные энергосистемы Центра, Урала и Средней Волги. Владелец — ОАО «РусГидро».
Чебоксарская ГЭС
0
Установленная мощность — 1370 МВт. Где расположена — перекрывает Волгу у города Новочебоксарска (Чувашия). Начало строительства — 1968 год. Введена в строй — 1980 год. ТТХ плотины: высота — 52 метра, длина — 4335 метров.
Основной потребитель — энергосистемы Нижегородской области, Республики Марий Эл и Чувашии. Владелец — ОАО «РусГидро».
Усть-Илимская ГЭС
0
Установленная мощность — 3840 МВт Где расположена — на Ангаре в районе Усть-Илимска (Иркутская область) Начало строительства — 1963 год. Введена в строй — март 1979 года. ТТХ плотины: высота — 105 метров, длина — 1475 метров Основной потребитель — Братский алюминиевый завод, Иркутский алюминиевый завод, Иркутский авиастроительный завод. Владелец — ОАО «Иркутскэнерго» (Олег Дерипаска).
Источник: lux-stahl.ru
Почему самые мощные ГЭС построены в районах с горным рельефом?
Думаю, мало кто задумывается над тем, откуда берется электроэнергия. Мне тяжело представить мою жизнь без нее, и даже когда для ремонта на пару часов отключают свет, для меня это равносильно трагедии. В общем, сегодня расскажу о том, что такое ГЭС, и как зависит их мощность от рельефа местности.
Что такое ГЭС, и каков принцип ее функционирования
Это сокращенное название одного из типов электростанций — гидроэлектростанция. Частичка «гидро-» указывает на принцип генерации, который обусловлен воздействием воды на ротор, с передачей вращения на генераторы. Местом возведения станций являются реки, за счет которых осуществляется наполнение водохранилищ.
Самый сложный элемент конструкции — плотина, функция которой заключается в сдерживании водных масс. Она обеспечивает бесперебойную подачу мощного напора, который направляется на турбины, приводя их в движение. Те передают вращение на генераторы, а они, собственно, и производят электроэнергию. Как видно, нет ничего сложного в конструкции, а потому такие станции просты в эксплуатации.
Почему мощные ГЭС расположены в горных районах
Одним из основных показателей выступает уклон реки — величина, показывающая, на сколько падает высота водотока относительно его протяженности. При этом поток должен гарантировать постоянную обеспеченность в воде, а в сумме, оба фактора лежат в основе выбора места под строительство. Относительно выдаваемой мощности, станция может быть:
- малой — до 5 МВт;
- средней — до 25 МВт;
- мощной — свыше 25 МВт.
Это определяется водным потоком, а также КПД генераторов, на которые он воздействует. Однако КПД не играет ключевую роль, поскольку даже отличный генератор не даст требуемый результат при слабом напоре воды.
Существует специальный термин — «гидростатический напор» — разница высот относительно конечной и начальной точек свободно падающей воды. От него отталкиваются при проектировании сооружения, и порой некоторые ГЭС, расположенные в районах с горным рельефом, многократно превосходят по мощности даже тепловые электростанции.
Источник: travelask.ru
Как выбирают место для строительства гэс
В Охотском море планируют построить крупнейшую в мире приливную электростанцию
Ее хватит, чтобы обеспечить весь Дальний Восток и экспортировать энергию за рубеж
Путин поручил правительству к 1 марта 2022 года рассмотреть вопрос о создании центров по производству водорода и аммиака с расчетом на использование энергии приливных электростанций — Пенжинской, Тугурской и Мезенской ПЭС.
Именно Пенжинской ПЭС в Охотском море отведена роль основного проекта, чей потенциал способен напитать водородную отрасль, перевернуть мировую энергетику и стать основой энергосистемы всего Дальнего Востока.
ПРОСТАЯ КОНЦЕПЦИЯ
Человечество давно ищет максимально продуктивный и при этом экологичный способ добычи электроэнергии. Сегодня никого не удивить гидроэлектростанциями, тепловыми электростанциями и АЭС. Также наверняка многие слышали о генераторах, преобразующих ветровую и солнечную энергию в электричество.
У каждого из этих вариантов есть свои плюсы и минусы. Тепловые станции загрязняют атмосферу и расходуют углеводородный ресурс, аварии на ГЭС чреваты разрушительными последствиями для жителей прилегающих к ним территорий. Ветровые и солнечные станции зависимы от времени суток и погоды.
Атомные станции производят радиоактивные отходы, а в случае аварии опасны для окружающей среды и человека. Но есть еще один важнейший ресурс — энергия приливов и отливов, по сути — кинетическая энергия вращения Земли. На ее использовании и базируется работа ПЭС.
Действует электростанция так: в море устанавливается дамба, в нее монтируются гидроагрегаты, включающие в себя турбину и генератор. Во время прилива мощный поток воды вращает гидротурбину, вырабатывая большое количество тока. Во время отлива вода уходит назад, и происходит то же самое. То есть турбина не останавливается никогда.
Впервые использовать приливную энергию стали еще в 1960-х. Первыми это сделали французы, запустив в 1966 году ПЭС La Rance в Северной Бретани. Длина плотины составляет 800 метров, она одновременно используется и как мост. Установленная мощность — 240 МВт.
Самая же крупная ПЭС в мире на сегодняшний день находится в Южной Корее, она была запущена в августе 2011 года и обладает установленной мощностью 254 МВт. Длина дамбы — 12,7 километра.
Еще в 1968 году в СССР ввели в эксплуатацию экспериментальную Кислогубскую ПЭС в Мурманской области, гидроагрегат для которой предоставили французы. Благодаря Кислогубской ПЭС были изучены основные аспекты использования этой технологии. И сегодня в России производят гидроагрегаты, составляющие конкуренцию зарубежным аналогам, а в ряде случаев и превосходящие их по показателям эффективности и надежности.
По итогам же эксплуатации Кислогубской ПЭС разработчики сделали вывод, что ПЭС безопасны для экологии. При воздействии природных катаклизмов (землетрясения, наводнения, оползни) ПЭС, в отличие от ГЭС или АЭС, не угрожают жителям прилегающих к станциям районов. Они защищают берега от шторма и даже смягчают местный климат. ГЭС уничтожает свыше 90% планктона, ПЭС наносит минимальный урон в 5–10%.
Сегодня ПЭС стоят на передовой энергетики ведущих стран мира — Великобритании, Канады, США, Южной Кореи, Китая, Индии. И у России есть шансы обойти их все, благодаря Пенжинской губе.
ПРИРОДНЫЙ ФУНДАМЕНТ
Пенжинская губа, располагается в северо-восточной части залива Шелихова Охотского моря, там, где полуостров Камчатка стыкуется с материком.
Территориально Пенжинская губа может быть отнесена и к Магаданской области, и к Камчатскому краю. Ее длина — 300 километров, средняя ширина — 65 километров, максимальная глубина — 62 метра. Во время прилива волна поднимается на 13-15 метров, что является наибольшим показателем высоты прилива в Тихом океане. Сильные приливы и течения не дают образоваться сплошному льду, и акватория залива никогда не бывает закрыта.
Через ворота Пенжинской губы каждые сутки перемещается до 500 кубических километров воды! Для сравнения: река Волга перенесет столько воды за два года, Дон — за 25 лет, а самая полноводная в мире река Амазонка перенесет столько воды только за 25 дней. Пенжинской губе на это требуется всего 24 часа.
СОВЕТСКИЙ ПРОЕКТ
Проект Пенжинской ПЭС состоит из двух этапов: намечено строительство Северного створа (мощность 21 гигаватт в час) и Южного створа (мощность 87 гигаватт в час).
Сам проект унаследован еще у Советского Союза. Его разработали институт «Гидропроект» и Московский НИИ энергетических сооружений в 1972 году. В 1980-е годы в районе Охотского моря уже велись активные исследования будущего мегапроекта. Однако разработки ученых того времени столкнулись с очень большой стоимостью строительства.
С учетом тогдашнего курса рубля на строительство Северного створа уникальной ПЭС планировали потратить примерно 60 миллиардов долларов. Южный, более протяженный район, требовал вложений еще примерно на 150-200 миллиардов. Сейчас эксперты оценивают стоимость проекта в порядка 500 миллиардов долларов.
Такие суммы сложно представить и сейчас, однако, как считают эксперты, выработка более 100 ГВт/ч электричества — мощнее французской La Rance в 500 раз — могла многократно окупить такие инвестиции.
Для сравнения, признанный чемпион среди мировых электростанций — китайская гравитационная плотинная ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы выдает до 22,5 ГВт/ч. Потенциально Пенженская ПЭС способна заменить 25 современных АЭС, или 40% общей мощности российской энергосистемы.
К тому же ближайшие потребители — Магадан, Камчатка, Приморье, Сахалин и Хабаровский край – не в силах израсходовать столько энергии, даже если не будут выключать свет круглые сутки.
Потенциальными покупателями электроэнергии могут стать ближайшие соседи — Китай, Южная и Северная Корея. На поставках электроэнергии в эти страны Россия может зарабатывать постоянно, особенно с учетом того, что человечество движется к водородно-электрическому транспорту.
КОЛЫМСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ
Как уже обозначил в своем поручении Владимир Путин, Пенжинская ПЭС должна рассматриваться как основа для создания центров по производству водорода и аммиака.
Согласно проекту концепции развития водородной энергетики до 2024 года, Россия к 2050 году намерена зарабатывать на экспорте экологически чистых видов водорода от 23,6 до 100,2 миллиардов в год, поставляя на мировой рынок от 7,9 до 33,4 миллионов тонн топлива.
Логично предположить, что одним из центров по довольно энергозатратному производству водорода станет близкая к будущей ПЭС Магаданская область.
Еще в 2013 году власти Магаданской области обсуждали возможность строительства на Колыме завода по производству водорода с представителя японской кампании Kawasaki Heavy Industries, Ltd на экономическом форуме в Санкт-Петербурге. Предполагалось, что водород будут получать методом электролиза. Это довольно энергозатратный способ, и именно по этой причине выбор пал на Колыму, имеющую достаточный для организации производства избыток дешевой электроэнергии за счет двух ГЭС – Колымской и Усть-Среднеканской.
В дальнейшие переговоры ни к чему не привели. На время тема водородного завода была снята с повестки, но в июле 2021 года снова была обозначена в опубликованном правительством Колымы стратегическом плане развития региона до 2040 года с выделением первоочередных мероприятий до 2030 года.
Среди них производство водорода методом гидролиза выделено как одно из основных направлений минерально-сырьевого комплекса, наряду с добычей меди и переработкой бурого угля. Также в списке значится и непосредственное участие Магаданской области в строительстве Пенжинской ПЭС совместно с Камчатским краем, равно как и перевод экономики Магаданской области на сжиженный природный газ Камчатского ХАБа.
Намерение помогать созданию водородных производств в России выражает и государство. В августе 2021 Правительство РФ утвердило Концепцию развития водородной энергетики.
В документе перечислены приоритетные технологии, необходимые для развития отрасли. Речь идет, в частности, о получении водорода с помощью паровой конверсии метана и газификации угля, технологиях улавливания углекислого газа, создании водородных энергетических установок для транспорта, специальных заправочных станций, систем хранения и транспортировки водорода в сжиженном виде.
В качестве зарубежных партнеров, как в развитии водородного производства, так и в строительстве ПЭС наверняка выступят страны Азиатско-Тихоокеанского региона, Япония и, прежде всего, Южная Корея, имеющая большой опыт, но недостаток природных ресурсов. О необходимости привлечения зарубежных партнеров сказал и Президент России.
Пенжинская ПЭС может стать международным проектом и самым крупным техногенным сооружением человечества.
Источник: sozero.livejournal.com