Гидроэнергетика, по сути, является крупнейшим возобновляемым источником энергии в мире. Она почти равна по мощности всем солнечным и ветровым электростанциям вместе взятым. Однако у нее есть и “темная сторона”.
По состоянию на 2019 год общая мощность возобновляемых источников энергии в мире составляла 2 351 ГВт, из которых около половины (или 1172 ГВт) составляли гидроэнергетические мощности. Однако последние довольно негативно влияют на окружающую среду.
Исследователь Джефф Опперман недавно рассказал изданию Forbes, что две трети крупных рек мира перекрыты плотинами ГЭС. Приблизительно 70% водно-болотных угодий планеты понесли из-за этого серьезный ущерб.
В частности, количество видов, обитающих в этих пресноводных экосистемах, сократилось на ошеломляющие 83% в период с 1970 по 2014 год. Данная статистика приводится в последнем докладе Всемирного фонда дикой природы.
Как работает гидроэлектростанция
Это крупнейшие потери биоразнообразия на планете, хотя, как отмечает Опперман, внимание средств массовой информации больше привлекают тропические леса и кораллы. Утрата такого количества видов сама по себе является трагедией, но кроме того, она негативно влияет на человечество. Исчезновение многих видов пресноводных рыб, например, означает потерю средств к существованию для сообществ, полагающихся на рыбный промысел.
ГЭС наносят вред природе тремя способами
Негативное влияние гидроэнергетики на окружающую среду имеет три аспекта. Первый – затопление пахотных земель или лесов. Второй – блокирование потока осадков и питательных веществ, которые необходимы для пресноводных экосистем.
И третий – блокирование путей миграции рыбы, сокращение и исчезновение таких популяций. Правда, в случае, если развитие гидроэнергетики правильно планировать, ее вредное влияние на окружающую среду может быть смягчено.
В принципе, в Европе и Северной Америке данная проблема стоит менее остро. Ведь многие плотины там построены еще в 1950-х годах, и срок их службы подходит к концу. В конечном итоге, они будут демонтированы, и экосистема рано или поздно придет в норму.
Однако в Азии строительство новых крупных ГЭС продолжается. Это означает вырубку лесов, затопление земель, а также изменение структуры рек. Если азиатские страны учтут ошибки европейских и американских строителей гидроэлектростанций, то, возможно, новые ГЭС не будут наносить серьезного ущерба окружающей среде.
Источник: eenergy.media
Саяно-Шушенская ГЭС авария причины и последствия
Одной из самых масштабных и мощных гидроэлектростанций в России является Саяно-Шушенская. Местоположение этой станции в Хакасии, недалеко от Саяногорская, вблизи реки Енисей.
Составные части строения Саяно-Шушенской ГЭС
Главным зданием на станции является плотина, из бетона выполненная в форме гравитационной арки, высота ее составляет 245 метров, а длинна 1066 метров. Площадка плотины по ширине достигает целых 110 м, а гребень — менее велик, порядка 25 м.
Данное заграждение, возможно, разбить на одинаковые четверти, где левая сторона берега длиною 246м, а правая часть по берегу — 298м, а водосливная зона 190 метров по длине, а недвижимая часть — 332 метра. Именно здесь к довольно габаритной плотине примыкает непосредственно сооружение ГЭС.
Исходные данные о ГЭС
До аварии, которая случилась в 2009 году, станция продуцировала всего шестую часть от ста процентов электрической мощности энергетики, которая производилась на всей ГЭС Российской Федерации и 2% от общей суммы электрификации вырабатываемой в России.
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция дает 6400 МВт своих мощностей. По статистическим данным, по среднему показателю станция за год дает 24,5 млрд кВт/ч. Свою пиковую выработку ГЭС достигла в 2006 году, с учетом увеличения уровня воды в летние месяцы, было произведено 26,8 млрд кВт/ч.
Заграждение гидроэлектростанции самое высокое во всем мире. Надежность станции достигает до 60% под собственным весом и до 40% от использования верхних частей арки, которая способствует передачи загруженности на скалистую поверхность берега. Ведь именно с этой целью во время строительства заграждения, его врезали по левобережной зоне подножия скалы, благодаря этой современной конструкции это позволило на 20% сократить добавления бетона для строительства.
В самом здании станции располагаются десять гидроагрегатов, по мощности 640 МВт для каждого. Плотина на Саяно-Шушенской гидроэлектростанции является неподражаемым сооружением, нечто похожее на территории Российской Федерации встречается на Гергебильской ГЭС, но по своей мощности она уступает потому как, ее местоположение приходится на реку Каракойсу.
На данный момент водопропускная способность платины достигает 13 600 м3/сек.
Саяно-Шушенский комплекс включает в себя еще Майнскую ГЭС, функциональное назначение которой контррегулятор станции и по мощности составляет 321 МВт.
Хронология строительства гидроэлектростанции:
- 1962 год — решение о строительстве
- 1968 год — начало строительных работ
- 1975 год — заграждение русла реки при строительных работах станции
- 1978 — первый запуск водяного сооружения и получения первого в истории тока
- 1979 — 1985 — подключение и запуск без одной десятка гидроцилиндров
- 1988 — завершение самого значимого цикла возведения сооружений станции
- 2005 год — начало воплощения строительных планов для сброса воды вдоль берега, для более прочной и надежной функциональности всей системы.
- 2011 год — начало эксплуатации водосброса
В ходе эксплуатационных операций на шестом году начала второго тысячелетия обнаружились значительные дефекты в функциональности непосредственно машинного комплекса. Примерно через один год на обычном плановом контроле системы выявились абразивное старение боновых ограждений, которым на тот момент уже было 20 лет. Сам механизм гидроагрегатов тоже показали наличие трещин. Особенно это стало заметно на фото, сделанных через некоторое время после случившейся трагедии.
В конце лета 2009 года (17.08) на станции произошла авария.
Причиной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС стало несоответствующее качество работы второго гидроагрегата, из-за которой весь машзал оказался затоплен. Вследствие чего седьмой и девятый гидроагрегаты вышли из строя из-за сильных повреждений. После чего их обломки уничтожили гидроагрегаты с третьего по пятый, и все это разрушило машиностроительный зал, из которого управлялась гидроэлектростанция. Вследствие техногенной катастрофы погибло 75 человек.
Главной причиной аварии называют оборудование станции, сама плотина не вызывает сомнений в своей надежности. Оборудование выполнено из качественно материала, но вызывает сомнение его обслуживание после окончания действия гарантии.
При тщательном расследовании аварии на Саянно-Шушенской ГЭС следственный комитет сделал вывод, что авария была вызвана взрывом масляного трансформатора.
Нанесенный ущерб после катастрофы для экологии и экономики невосполнимый.
Ведь учитывая, что на 2001 год себестоимость электроэнергии на Саяно-Шушенской ТЭС достигает 1,63 коп. за кВт/ч. Эта станция позволяла стабилизировать колебания, перебои в количестве произведенного электро питания по всей России.
Главным потребителем электроэнергии с этого предприятия длительный период был алюминиевый завод, его ввели в рабочий режим непосредственно для запитки этой гидроэлектростанции (2006г.).
Экономические убытки после последствий аварии на Саяно-Шушенской ГЭС, больше всех понесла «Рус Гидро». Размер ее убытка достигал полтора миллиона рублей за месяц. «Рус Гидро» потеряла 7% капиталовложений только за час после аварии на станции, а после акции и вовсе перестали продавать. Для восстановления последствий гидроэлектростанции понадобится несколько миллиардов рублей.
Экологические последствия аварии ГЭС:
- поражение биологических резервов
- уменьшение рыбоводного качества
- низкая способность к самоочищению
- уменьшение эстетического преимущества местности
Существует информация, что после аварии в Енисей попало до 40 тонн трансформаторного масло, которое уничтожило около 400 тон форели.
Реконструкция станции
Начало восстановительных работ после катастрофы пришлось на десятый год второго тысячелетия. Отремонтированы были сооружения, установки с 3 по 6. Под конец года станция доставляла 10 млрд кВт/ч электроэнергии. Затем были подключены еще четыре гидроагрегата, которые в ходе аварии пострадали менее всех.
В 2011 начался второй этап восстановления, вследствие чего водосброс был полностью запущен. За этот год было выработано 18 миллиардов Квт/ч.
А вот уже 2012-ый год ознаменовался запуском седьмого, восьмого и девятого гидроагрегатов, что увеличило мощность станции до 3840 МВт.
За 2013 год работники смогли реализовать запуск дополнительных водяных агрегатов под номерами десять, шесть и пять, которые позволили станции усилить энергию до 4480 МВт. Уже в 2013 году ГЭС выдавала 24 млрд кВт/ч.
Третий этап восстановления пришелся на 2014 год и запустил водяной агрегат номер четыре.
За весь период реконструкции после катастрофы произведено полное переоборудование новой техникой от производителя «Силовые машины». Удалось продлить срок работы машин до сорока лет. На данный момент Саяно-Шушенская ГЭС полностью исправна и работает по полной.
Источник: madenergy.ru
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС: причины и последствия
Представьте себе гигантскую плотину высотой с 70-ти этажный дом и шириною более 1 км., питающую электричеством территорию, которую можно сопоставить с половиной Европы.
17 августа 2009 года произошла одна из крупнейших аварий на гидроэлектростанциях в России, авария на Саяно-Шушенской ГЭС. Эта катастрофа стала одной из самых масштабных и обсуждаемых событий на гидротехнических объектах. Авария привела к гибели 75 человек, сотням пострадавшим, крупным разрушениям оборудования и агрегатов и серьезным социально-экономическим последствиям. Выработка энергии была остановлена и ряд промышленных и социальных объектов остались без электричества.
Был нанесен значительный вред реке Енисей и прибрежной территории. Версий произошедшего сразу было несколько, в результате расследования основной причиной назвали разрушение шпилек крепления крышки турбины агрегата № 2 из-за усталости металлоконструкций. Сразу следует отметить интересный факт, в 2009 году в марте месяце (т.е. за полгода до трагедии) службой вибрационного контроля при приемке с ремонта агрегата № 2, был выявлен высокий уровень вибрации. Почему агрегат был принят к эксплуатации, остается загадкой.
Стоит добавить, что системы диагностики во время работы агрегата № 2 продолжали фиксировать высокий уровень вибрации и дальше. Во время расследования всплыла еще одна интересная деталь, оказывается разрушение шпилек крепления крышки турбины имело место еще в 1983 году на высоконапорной Нурекской ГЭС на реке Вахш в Таджикистане. На одном из агрегатов ГЭС (изготовитель ПО «Турбоатом», г. Харьков).
Причины аварии на Саяно-Шушенской ГЭС
17 августа 2009 года на ГЭС работало 9 из 10 агрегатов: агрегат N 6 простаивал из-за ремонта. Точно установлено и документально зафиксировано, что все началось со второго гидроузла. В 8 часов 13 минут внезапно началось разрушение гидроагрегата № 2, огромный напор воды вырвал крышку турбины, буквально выкинув турбину из «гнезда». Тяжелейшая металлическая конструкция поднялась в воздух на три метра и рухнула назад.
Рабочие услышали сильный грохот и нарастающий шум. В разные стороны от второго агрегата разлетелись куски разрушенного оборудования, обломки металла, арматура. Моментально началось затопление машинного зала. По словам очевидцев, все происходило внезапно и мгновенно: сначала шум и гул, затем разрыв агрегата и водяной напор.
Видимых предпосылок для аварии не было, работа на электростанции шла в штатном режиме, поэтому сотрудники находились в непосредственной близости от очага аварии. Некоторые успели все же мгновенно среагировать, стали подниматься по лестницам из машинного зала. Столб воды был мощнейшим — 380 кубических метров в секунду. Вода моментально заполнила машинный зал, началось замыкание электропроводки.
Затопление машинного зала на Саяно-Шушенской ГЭС
Из-за замыкания электростанция была обесточена и люди в потемках пытались выбраться вверх по лестницам. Все помещения в машинном зале были затоплены. По цепочке началось разрушение седьмого и девятого гидроагрегатов. Они были сильно повреждены. Затем обломками были уничтожены третий, четвертый и пятый агрегаты.
В момент замыкания электропроводки аварийное закрытие затворов сработало только на пятом агрегате. Через все остальные затворы вода продолжала прибывать из Енисея на ГЭС. Станция питала себя электроэнергией централизовано и оказалась не готова к такой ситуации: на ГЭС не было дополнительных источников выработки энергии. Кто смог, самостоятельно покинули место аварии. Во время аварии в машинном зале находилось 116 человек, 75 человек так и не смогли выбраться.
Спасательные и восстановительные работы
Впервые же минуты после катастрофы начались спасательные работы. Операция проводилась силами самих работников станции и сотрудников МЧС. В 8 часов 30 минут 8 работников ГЭС отправились вручную закрыть затворы, чтобы прекратить поступление воды в машинный зал.
Для этого они по гребню плотины пробрались в специальное отделение, выломали железную дверь, т. к. из-за отсутствия электричества открыть другим способом было ее невозможно. Затем вручную опустили 150 тонные аварийные затворы, не сработавшие автоматически из-за нештатной ситуации. Тем самым прекратив поток воды.
Возникла необходимость произвести сброс воды с плотины. Для этого работники доставили передвижной дизельный генератор по гребню плотины. С его помощью они начали подъем затворов для холостого спуска воды. И к часу дня все 11 затворов были открыты. Это предотвратило более серьезные последствия аварии.
Если бы эти работы не были выполнены в первые часы после катастрофы, то станция не смогла выдержать мощи Енисея, и близлежащие населенные пункты и сооружения попросту смыло бы водой.
На станцию оперативно прибыли все службы спасения. Прогнозы МЧС на спасение живых людей были неутешительны: авария была слишком серьезной. Но все же впервые 2 часа удалось спасти 1 человека, он выжил благодаря воздушному карману. Через 15 часов после аварии спасли еще одного человека. Больше живых обнаружено не было. Начались работы по разбору обломков, откачке воды.
Водолазы поднимали тела погибших.
Начались восстановительные работы, в которых участвовало более 2000 человек и 200 единиц техники. Вследствие разрушения машинных агрегатов по водам Енисея растеклось масляное пятно. Для сбора масла установили более 10 тысяч метров заграждений. С их помощью с поверхности воды собрали порядка 300 тонн масляной эмульсии. По мнению экологов, эти меры не были исчерпывающими.
Акватории Енисея был нанесен значительный ущерб: биологические резервы реки были нарушены, погибло большое количество рыб, снизилась способность воды к самоочищению. Восстановительные работы на станции продолжались до 2014 года и проходили в 3 этапа:
В 2010 году отремонтировали сооружения и установки с 3 по 6 агрегаты. Затем запустили четыре гидроагрегата, которые во время катастрофы почти не пострадали от разрушения.
С 2011 года восстанавливался водосброс. В 2012 г. произвели запуск с 7 по 9 гидроагрегата. В 2013 г. запустили дополнительные водяные агрегаты под номерами 5,6 и 10.
В 2014 году запустили агрегат № 4, в ноябре запущен последний из поврежденных, агрегат № 2.
В результате восстановительных работ полностью заменили оборудование, восстановили все разрушенные помещения. С 2014 года Саяно-Шушенская ГЭС работает в полном режиме.
Причины и версии катастрофы
Сразу же после аварии к расследованию приступили несколько ведомств: Ростехнадзор, Следственный комитет и Государственная дума, при которой был создан Парламентский комитет. Доклад этой комиссии был опубликован 21 декабря 2009 года. Официальная версия аварии – это разрушение шпилек крышки турбины из-за динамических нагрузок.
В акте технического расследования аварии, также опубликованным данной комиссией, указаны предпосылки для разрушению шпилек. При пуске в эксплуатацию второго гидроагрегата было установлено временное рабочее колесо. И оно эксплуатировалось не в полную мощность. В результате многолетней работы, в том числе и в нерекомендованной зоне, усилилась вибрация шпилек.
В день аварии это увеличение составляло в 4 раза. Это зафиксировали датчики вибрации, установленные на втором агрегате.
Необходимо было срочно остановить турбину, но этого не произошло. Вибрация достигла критического уровня. Шпильки разрушились. Произошла разгерметизация, и крышка турбины отлетела, турбину подняло в воздух. В 2011 году Следственный комитет завершил работу по расследованию.
Виновными признали семерых человек по статье Уголовного кодекса РФ за смерть 2 и более лиц при нарушении правил техники безопасности.
Официальная версия аварии
Официальная версия аварии сразу была подвергнута критике. К тому же сразу после первых сообщений о произошедшем было несколько версий:
Диверсия. Авария произошла на относительно молодой ГЭС безопасность была не на высшем уровне и в момент пересменки (это могло повлечь большее число жертв).
Гидроудар – разрыв системы, заполненной водой из-за сильного скачка давления в ней.
Человеческий фактор. Предположение, что сотрудники сами вызвали катастрофу, оказав необратимое влияние на агрегаты ГЭС.
Террористический акт, в СМИ рассматривалась и такая версия случившегося.
Однако все эти версии еще в момент начала расследования были отвергнуты. При разборе обломков никаких взрывчатых веществ и их следов не обнаружено. Так же как и не найдено частей и узлов агрегатов, поврежденных взрывной волной иного характера.
Несмотря на это, официальная версия в народе подвергалась сомнению. Так, в ряде журналов появились статьи, опровергающие наличие вибрации. Парламентская комиссия сослалась на показания датчика вибрации, установленного на втором агрегате. Он показал зашкаливавшие цифры.
Показания же с других датчиков не были учтены, которые не зафиксировали повышение вибрационного поля на гидроагрегатах. К тому же датчик вибрации № 2 и после остановки второго агрегата также показывал вибрацию выше нормы, хотя уже находился на нерабочей установке.
Специалисты обследовали с помощью ультразвуковых исследований шпильки крепления на наличие трещин. На втором агрегате они были обнаружены. Например, на шпильках четвертого агрегата таких повреждений не оказалось. Из материалов технического расследования, опубликованного Парламентской комиссией, следует, что шпильки разрушились из-за динамических нагрузок и работы агрегата в нерекомендованной зоне.
Второй узел в таком режиме проработал всего 46 минут, а четвертый – 1 час 38 минут, как указывает акт технического расследования аварии. На ГЭС имеется сейсмостанция, которая фиксирует колебания и вибрацию, в том числе пуск и остановку гидротурбин. В день аварии никаких данных о повышении сейсмичности нет.
Все эти данные свидетельствуют, что настоящая причина аварии может быть вовсе не повышение вибрации шпилек. Но точно ясно, что это техногенная катастрофа имеет глубокие корни, и тянутся они с момента пуска второго агрегата в эксплуатацию. Годами обслуживанию и ремонту агрегата не уделялось должного внимания, в том числе из-за халатности должностных лиц.
Общая стоимость восстановительных работ после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС составили более 41 млрд. рублей из средств ОАО «РусГидро».
Источник: densegodnya.ru