ВТОРОЙ АГРЕГАТ ЗАПУЩЕН. РОГУНСКАЯ ГЭС

В Таджикистане запустили второй агрегат Рогунской ГЭС В Таджикистане запущен второй агрегат Рогунской ГЭС. Проект реализован компанией «Ракурс-инжиниринг». Рогунская ГЭС - самая высокая в мире, проектная высота плотины составляет 335 метров. Этот энергетический объект обеспечит практически двукратный рост производства электроэнергии в Таджикистане. Мощнейшая в регионе станция будет иметь 6 агрегатов, после сдачи в эксплуатацию ожидается выработка 17 млрд. кВт в год. Это обеспечит недорогой электроэнергией Таджикистан, а также Пакистан и Афганистан. Первый гидроагрегат станции был запущен в ноябре 2018 года. Два агрегата, согласно утвержденному проекту, установлены временно и будут работать до 2021 года. После их заменят. До сих пор расположенная ниже по течению реки Вахша и тоже принадлежащая Таджикистану Нурекская ГЭС (мощность 3 тыс. МВт) отвечала за 75% производства электроэнергии в стране. Кроме вопроса энергоснабжения, Рогунская плотина должна решить и давнюю проблему Нурекской ГЭС — заиливание ее водохранилища.

ИНВЕСТИЦИИ В ВИЭ ВЫРОСЛИ НА 6% И ДОСТИГЛИ РЕКОРДНОГО УРОВНЯ

Инвестиции в ВИЭ в большинстве развивающихся стран выросли на 6% и достигли рекордного уровня - $61,6 млрд. Инвестиции в ВИЭ в большинстве развивающихся стран выросли на 6% и достигли рекордного уровня - $61,6 млрд. За последние годы инвестиции в сектор возобновляемой энергетики в большинстве развивающихся стран выросли на 6% и достигли рекордного уровня - $61,6 млрд. В топ-5 стран по этому показателю вошли: Китай – 70 млрд. евро/год, США – 35 млрд. евро/год, Япония – 8-12 млрд. евро/год, Индия – 5-12 млрд. евро/год, Германия – 8,9 млрд. евро/год. Несмотря на такие данные, климатический кризис продолжает усугубляться, что, по мнению экспертов, говорит о необходимости глубокой трансформации энергетического сектора экономики. Об этом говорилось в ходе сессии «Миссия выполнима: премия «Глобальная энергия» как драйвер устойчивого развития энергетики для всех» в рамках 24-ого Всемирного Энергетического Конгресса (Абу-Даби, ОАЭ). В 2018 году объем выбросов парниковых газов в атмосферу достиг исторического максимума. По данным Института мировых ресурсов (WRI), тройку лидеров среди основных эмитентов вредных веществ в атмосферу открывает Китай с 9,4 млрд. т/год (28% от общемировых выбросов), затем следует США – 5,1 млрд. т/год (15%) и Индия – 2,5 млрд. т/год (7,3%). Анализ объема генерируемой в 2018 году энергии показывает, что всего лишь 36% приходилось на низкоуглеродные технологии. Прирост по данному показателю по сравнению с годом ранее составляет менее 1%, что не может рассматриваться как удовлетворительный результат. Более того, в 2018 году объем генерируемой из угля электроэнергии увеличился и впервые пересек рекордный уровень 10 ПВт·ч. Эксперты сессии видят причину этого, в том числе, в глобальной фрагментации экологической политики стран, несмотря на обязательство мировых держав противодействовать повышению общемировой температуры. Так, согласно отчету по экологически-устойчивому развитию на 2019 год, предоставленному Sustainable Development Solutions Network (SDSN), развитые страны демонстрируют высокие результаты в области достижения Целей устойчивого развития ООН по экономическому росту и охране здоровья, но не обеспокоены вопросом экологичного потребления ресурсов. Беднейшие страны напротив потребляют меньше природных ресурсов, но при этом не располагают достаточными финансовыми ресурсами для эффективного ведения экономической политики и повышения качества здравоохранения. Западноевропейские и Скандинавские страны в целом демонстрируют приверженность к строгим рамками экологической политики и к сокращению энергопотребления. По мнению Стивена Гриффитса, главного вице-президента по исследованиям и разработкам Халифского университета науки и технологии, усилия по повышению энергоэффективности и декарбонизации должны быть направлены не только со стороны энергогенерирующих объектов, но и конечного пользователя, особенно в транспортной сфере. «Продажи электромобилей выросли в 2018 году на 68%. Это может быть свидетельством того, что в будущем они станут широкодоступными», - отметил эксперт. Признавая важность сокращения вредных выбросов в атмосферу, участники сессии отметили, что текущий общемировой объем производства электроэнергии из ВИЭ недостаточен для достижения почти нулевого выброса CO2 к 2050 году. По словам Роднея Джона Аллама, члена МГЭИК, удостоенного Нобелевской премии мира в 2007 году, уголь должен быть либо выведен из эксплуатации в пользу природного газа, либо газифицирован и очищен, чтобы его можно было использовать в качестве топлива для высокоэффективной выработки электроэнергии со 100% улавливанием CO2. Это возможно благодаря разработанной им технологии - «циклу Аллама», которая позволяет сжигать природный газ и захватывает весь произведенный углекислый газ. О преимуществах использования природного газа также говорил Сергей Алексеенко, заведующий лабораторией «Проблем тепломассопереноса» Института теплофизики СО РАН. По его мнению, в ближайшей перспективе ожидается развитие экологически чистых и эффективных технологий переработки органического топлива, в частности, на базе парогазовых установок и методов глубокой переработки угля. Более долгосрочная перспектива – дальнейшее освоение ВИЭ и разработка эффективных методов преобразования и хранения энергии, включая топливные элементы. Среди наиболее перспективных видов возобновляемых источников Алексеенко выделил энергии недр Земли и солнца. Примечательно, что уже сейчас, по словам экспертов, солнечные панели становятся наиболее конкурентоспособными источниками энергии по сравнению с ископаемым топливом. Объем генерируемой ими электроэнергии в 2018 году увеличился на 31%. Среди других технологий, способных обеспечить устойчивое развитие энергетики, участники дискуссии указали энергетическую интеграцию и энергосети, которые становятся все более востребованными в связи с ростом спроса на попеременное использование ВИЭ. По этой же причине прогнозируется бурное развитие технологий аккумулирования энергии, особенно литий-ионных аккумуляторов. Еще один тренд – масштабный переход к светодиодному освещению. Продажи светодиодной продукции достигли критически важной отметки уже в 2018 году, составив 40% от мировых продаж осветительных устройств для жилых помещений. По оценкам экспертов сессии, эти примеры говорят о том, что драйвером технологических новаций выступает наука. Именно она должна предложить ключевые решения по производству, аккумулированию, передаче и потреблению энергии без вреда для окружающей среды. Однако научные и технологические новшества должны стимулироваться мощными административными решениями и политической волей разных стран, считает Рае Квон Чунг, член МГЭИК, удостоенный Нобелевской премии мира в 2007 году. Недавнее заявление Великобритании об обеспечении нулевых выбросов парниковых газов к 2050 году (Net Zero Target) является ярким примером политического сигнала ключевым игрокам энергетического рынка. Еще одним важным шагом на пути к глобальной энергетической трансформации должен стать переход от субсидирования добычи ископаемого топлива к поддержке возобновляемой энергетики. В общей сложности, согласно сценарию устойчивого развития Международного Энергетического Агентства, инвестиции в размере $55 млрд. в новые генерирующие мощности и энергетическую инфраструктуру в период до 2030 года станут залогом нового энергетического перехода. В дополнение к привлечению инвестиций, по мнению экспертов, не менее важную роль играет международная кооперация, поскольку вопросы, связанные с изменением климата и устойчивым развитием, носят глобальный характер. Более того, именно интеграция и консолидация интересов мировых держав позволят решить важнейшие задачи: обеспечение надежности энергоснабжения и доступности энергии – как физически, так и финансово. Участники сессии признали, что достижение экологически устойчивой энергетики, призванной обеспечить поколения чистыми энергоресурсами без вреда для окружающей среды, реально, но для ее становления необходимо решительное преобразование глобальной энергетической системы, которое подразумевает развитие соответствующей технологической базы, единую политическую волю разных государств и стабильную международную кооперацию.

ГИДРОЭНЕРГЕТИКА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Гидроэнергетика нового поколения Наука и новые технологии Александр ЯКОВЕНКО, Елена РУССЕЙКИНА, Московский государственный университет природообустройства Традиционная гидроэнергетика, с плотинами и затоплением больших территорий должна в будущем уступить место агрегатам, которые совершенно не вредят окружающей среде. Их применение будет не только новаторским, но и достаточно эффективным. Из основных возобновляемых источников энергии – водного, воздушного (ветрового) и солнечного – первый был и будет самым надежным, эффективным, доступным, дешевым. Генерация на его основе будет развиваться активнее, особенно в кризисных ситуациях. Два остальных возобновляемых источника (солнце и воздух) могут быть дополнением к гидроэнергетике нового типа при комбинированных энергокомплексах типа гидро-гелио-пневмоЭС. По отдельности сегодня их разработка технически сложна и дорогостояща, малодоступна для рядового потребителя в отдаленных от центра территориях. Использование воды Океаны, моря, реки и другие водоемы занимают большую часть планеты. Вода содержит в себе колоссальную энергию, даже если взять только кинетическую энергию движущейся воды, то есть течения, приливы, силу волн, естественные или искусственные потоки. Энергию рек люди стали использовать давно, начиная с водяных мельниц (деревянных норий, 5000 лет назад в Сирии) и кончая гигантскими гидроэлектростанциями ХХ века. В ХХI веке появились новые технологии использования малых потоков рек (с расходом от 3‑5 м3 /сек для малых плотинных ГЭС). Появляются уже гидроустановки, получающие электроэнергию от сверхмалых потоков (низкопотенциальных, от 20 литров /сек), с большими возможностями по мощностям (до 100 кВт) и от искусственно созданных потоков, так называемых «кинетических гидроколец» (эти установки, по аналогии с механическими типами кинетических колец, мы назвали «гидроколлайдерами»). Появляется и генерация энергии с помощью комбинированных систем в стоячих водоемах или в искусственных бассейнах. Технология позволит обеспечить потребителя почти в любой отдаленности от центральных энергосистем. Главное в этой технологии регенерации энергии – это использование динамики потоков или гидроимпульсов. Создается новая энергетика – «индивидуальная», где генерация и потребление максимально сближены и обеспечивают потребителя и соседей собственной энергией по схеме взаимовыручки, в отличие от традиционных видов генерации, энергию которых надо доставлять через сотни километров. Если рационально использовать гидроресурсы, то потенциал гидроэнергетики, особенно малой, без плотин и микро-ГЭС, к 2030 году может превысить 70 процентов от общей энергетики. Простота и доступность индивидуальной энергетики, в т. ч. и микро-ГЭС, снизит потребление энергии ветра и солнца как неудобные и чрезмерно затратные для общего пользования, а уж зависимость от топливной энергетики и подавно резко уменьшится. В использовании течений морей, приливов и силы волн человечество пока делает робкие шаги, хотя многие страны буквально тонут в мировом океане. Надо эффективно и рационально использовать возможности воды, а не создавать гидросистемы, заранее обрекая полученную энергию на дороговизну. Имеются в виду каскады плотин на реках и затопление земель. Неосуществленный проект В России у изобретателей появляются щадящие технологии использования силы рек и моря, есть проекты, которые позволят получать энергию даже после сноса плотин и спуска водохранилищ. Страны ЕС намерены использовать ветроэнергетический потенциал Северного моря. Девять европейских стран, включая Нидерланды, Норвегию и Швецию, подписали программу действий по укреплению энергетического сотрудничества в Северном море. Они будут вести сотрудничество в следующих направлениях: планирование и использование морского пространства; создание электросетей, способных принять большое количество энергии от ветровых электростанций; обмен информацией; признание энергетических стандартов друг друга, – что позволит с минимальными затратами использовать богатый ветроэнергетический потенциал региона Северного моря. Эффективней было бы использовать водный потенциал перечисленных стран и уже попутно – ветровой. Например, был один из оригинальных проектов, предложенный в начале 80-х годов ХХ века испанским инженером Феликсом Канью и незаслуженно забытый: строительство донной ж /б плотины для подводной ГЭС в северной части Гибралтарского пролива. Океанологи определили, что вдоль марокканского побережья из Атлантического океана в Средиземное море «вливается» поверхностным течением около 100 000 м3 воды в секунду, а у берегов Испании в океан движется придонный поток в обратном направлении. Энергию этой мощной донной реки и предложил использовать Феликс Канью, для этого надо было построить железобетонную плотину, в пропускных арках которой должны были разместиться электрогенераторы горизонтального типа. Но стройка века не состоялась из‑за сложности возведения подводной бетонной плотины, хотя гидротурбины, говорят, уже были созданы фирмами Англии. Несмотря на сложность и дороговизну строительства, донные морские плотины гораздо экологичнее и эффективнее, чем речные поперечные гравитационные, т. к. не требуют подпора воды, затопления земель и строительства пропускных шлюзов. Варианты донной плотины Хотя европейские энергетические фирмы и охладели к крупным подводным плотинам из‑за сложности и дороговизны их возведения, но если предлагаемые новые современные технологии их возведения снизят цену наполовину, то, возможно, некоторые потребители (страны) обратят внимание на эти сооружения, т. к. по мощности донные плотинные ГЭС не будут уступать речным гидроэлектростанциям или целым каскадам речных ГЭС и в то же время не отнимают места на суше. Автор позволит себе предложить свои варианты донной морской плотины, на его взгляд, более технологичные и экономичные, а значит, реальные в осуществлении. Подобные плотины можно возводить всюду, где есть постоянные донные течения, даже на течении Гольфстрим, у берегов Флориды, в проливе Лаперуза (скорость течения 4,5 м /сек), в проливах Англии и Шотландии, Кореи и Японии, где скорости от 3 м /сек. Так как проект Ф. Канью был предложен для Испании, то и рассмотрим вариант именно для этого региона. Вдоль южного побережья средиземноморской Испании, от Гибралтара и далее на восток, необходимо выбрать благоприятное дно, примерно около 1‑1,5 километра в море от берега с оптимальными глубинами до 20‑35 метров, с донным течением не менее 2 м /сек. Под защитой искусственной дамбы у берега можно создать искусственную бухту (по той же технологии, что и плотину), где разместятся вспомогательные суда, причалы, полигоны для изготовления необходимых форм и размеров ж /б конструкций, а временная гидро-гелио-ветростанция (предложенная тоже авторами) или малая ГАЭС с импульсными турбинами может дать необходимую энергию для нужд строительства, сборочным цехам и жилым поселениям. В акватории этой искусственной бухты и начинается монтаж самой плотины, уходящей в глубину от берега, при соблюдении некоторых условий. Возможно, будет необходимо возвести на конце будущей плотины маяк. Если плотина (по одному из вариантов) будет «притоплена» на 7‑8 метров, то маяк определит, где могут проходить маломерные суда и где крупные корабли, а если по гребень плотины выше уровня моря (другой вариант), то он тем более необходим. Маяк устанавливается на искусственном острове, сооруженном из железобетонных колец диаметром от 6 до 12 метров с анкеровкой в дно. Кольца изготовляются по той же технологии, что и ячеистые контейнеры для тела плотины (методом пневмонабрызга, «мокрый торкрет»). От маяка и идет подготовка ложа будущей плотины по дуге, вогнутой по течению. Для монтажа плотины пустотелыми конструкциями не обязательно использовать сложные специальные плавсредства. Доставка с берегового полигона ячеистых конструкций может осуществляться с помощью специальных понтонов, а монтаж ведется плавучими кранами, причем транспортировка и засыпка установленных ячеистых конструкций скальным грунтом и подводное бетонирование также могут осуществляться с помощью тех же понтонов, оборудованных бункерами с трубчатыми транспортерами (хоботами), что намного удешевит работы. Пролив бетоном скального наполнителя и стыков конструкций может также осуществляться с барж бетононасосами. Глубина до 35 метров способствует использованию для контроля легких водолазов и специальных монтажных батискафов. Во время монтажа в тело плотины по ярусам вставляются специальные блоки с горизонтальными цилиндрическими отверстиями, куда затем монтируются гидротурбины с электрогенераторами. Для электрогенераторов с гидротурбинами блоки изготовляются отдельно на полигоне. Энергоблок может устанавливаться уже в собранном виде под водой, а если генераторы еще не готовы, то энергоблоки могут монтироваться уже после создания плотины, в пустые ячейки блоков с помощью монтажных батискафов. Удобно будет, если размеры всех блоков будут, например, равны 2 × 2 × 4 метра, а блоки с генераторами представляют заданных размеров кубы с продольными отверстиями, со специальными пазами и крепежом для монтажа и фиксации сборных энергоблоков. Изгибающаяся в плане форма донной плотины увеличит подпор воды. Увеличится скорость направляемого в отверстия потока и повысится КПД генераторов. При указанных примерных размерах плотины в ней могут разместиться от 300 до 500 генераторов при мощности одного генератора в 100 кВт, но генераторы могут быть и более мощные, все зависит от силы течения и возможностей строительных фирм. В случае отказа работы генератора он просто извлекается из бетонного блока с помощью подводного монтажного батискафа и заменяется другим. Если конфигурация берега Испании позволит построить не одну подобную плотину, то наверняка проблема с недостатком электроэнергии уменьшится или решится полностью, без строительства АЭС, солнечных и ветроэлектростанций. Причем – как для Испании, так и для соседних стран (с помощью экспорта энергии). Использование нефтяных платформ Если все‑таки условий для строительства таких конструкций не будет, то автор предлагает оригинальную конструкцию облегченной плотины-«моста», в просветы опор которой помещаются горизонтально-лопастные гидротурбины с вертикальной осью вращения. Такая подводная ГЭС должна быть не меньше по мощности, но пока об этом судить рано, так как это пионерское решение и нигде еще не применялось. На базе горизонтально-лопастных гидротурбин могут создаваться одиночные энергоустановки на морских платформах, в комбинации с ветроагрегатами нового поколения. Здесь могут использоваться списанные или запрещенные нефтяные платформы. Грубый расчет говорит, что одна нефтяная платформа может дать количество энергии, равное четверти выдаваемой Саяно-Шушенской ГЭС. На базе такой энергетики можно строить аквагорода, особенно у тех стран, где есть недостаток земель и большая зависимость от экспорта топлива. Строительство традиционных ветроэлектростанций на суше уже считается не столь экологичным. Сейчас их стремятся выносить в море, подальше от берега, на искусственные острова, что сильно удорожает вырабатываемую энергию (нужны линии электропередачи). Донные плотинные ГЭС и автономные донные и плавающие энергоблоки гораздо безопасней и дешевле. Для Испании, имеющей береговую протяженность около 4000 километров, нет необходимости засорять поля традиционными «ветряками» и покрывать гектары земель солнечными батареями, энергия которых почти в четыре раза дороже. Комбинированные системы типа гидро-гелио-пневмоЭС могут решить энергетическую проблему любой страны (условно один метр берега моря или другого водоема, может дать 1‑2 кВт /сек энергии). В нашем проекте солнце и воздух (ветер) являются только стартером и поддержкой работы донных ГЭС морского базирования. Вернемся к поверхностному течению у берегов Марокко. Грех не использовать и его, при условии если «толщина» скоростного потока не менее полутора-двух метров, а скорость течения не менее 2‑2,5 м / сек. Один поперечный квадратный метр здесь содержит от 30 кВт / сек; при больших скоростях (от 3,5‑4 м / сек) мощность потока доходит до 80 кВт / сек. ГЭС для поверхностных течений Авторы могут предложить гидродвигатель и конструкцию ГЭС для условий поверхностных течений, в т. ч. для приливов и отливов (любой глубины, от 1 метра). Единственное условие: в тех местах, где будут помещены гидроустановки, использующие поверхностные потоки, судоходство невозможно, так как ГЭС использует горизонтально расположенные лопасти гидродвигателя, плавающего или притопленного типа, но для фауны моря они совершенно безопасны. Эта же схема гидротурбин отлично приспособлена к будущим приливным электростанциям (ПЭС нового поколения), не требующих перегораживающих плотин или барьеров, использующих только динамику прилива и отлива. В отличие от подводных мачтовых ГЭС фирмы «Marine Curent Turbines» (водяные мельницы) и фирмы «SMO Hydrovision» (ГЭС-перевертыши), где лопасти вращаются в вертикальной плоскости, и требуют глубину минимум в 20 метров, предлагаемые ГЭС используют максимально набегающий поток, при любом направлении течения, с глубиной потока от 1,5 метров и выше. Кроме того, эта схема гидротурбин, при некоторой доработке, может использовать волновую энергию моря, там, где волны постоянны по высоте и времени, особенно на мелководье. Гидростанции поверхностных течений могут быть одиночно плавающие, якорного типа, или стационарные, опирающиеся на дно (виде кольцевого столба диаметром до 12 метров, заполненного скальным грунтом) и с добрым десятком генераторов в машинном помещении, размещенном выше поверхности моря, или в виде «подводного корабля», стоящего на якорях в поверхностном или в погруженном состоянии, и имеющего возможность менять позицию в зависимости от условий течений или ледового состояния. Для последнего варианта можно использовать списанные подводные лодки или утилизированные ж / д цистерны, но можно и изготавливать на верфях специальные цилиндрические понтоны, заполненные соответствующим оборудованием и отбуксированные к месту эксплуатации. Мощность подобных гироэнергетических комплексов ограничена только количеством генераторов и силой поверхностного потока в море или в реке. Они могут заполнять опустевшие верфи (например, в Хорватии), легко масштабируются, увеличивая общую мощность до огромных размеров. Вообще, странам, почти полностью омываемым морями, имеющим огромный гидроэнергетический потенциал, странно жаловаться на недостаток энергии. Гидростанции поверхностных течений могут быть одиночно плавающие, на якорных стоянках или на платформах, которые, развиваясь, могут создавать пространственные конструкции, аквагорода. Альтернатива гидрогигантам Предложенные подводные «плотинные» ГЭС, автономные кассетные донные гидроэлектростанции, приливные ГЭС нового поколения, гидроаккумулирующие станции прибрежного базирования и ГЭС для поверхностных течений со временем найдут применение и в России: на Дальнем Востоке, в северных морях и на глубоких местах сибирских рек. Даже подо льдом – со льда удобней вести ремонт и монтаж донных блоков. Здесь особенно рационально использовать автономные донные энергетические кассетные блоки и плавающие ГЭС на базе подводных лодок или оборудованных цистерн. Подсчитано, что только 0,1 процента энергии морей может обеспечить 15 миллиардов человек дешевой энергией, без топлива и экзотических генераций. А если прибавить энергию ветра, солнца и др. безопасную, то цифра «потребителей» увеличится на порядок, надо только помочь изобретателям превратить свои разработки в реальные изделия. Энергию воды, солнца и ветра не надо добывать, перевозить, перерабатывать, она всюду в избытке, вокруг нас. Предлагаемый проект – альтернатива гигантским плотинам, перегораживающим реки, и малой плотинной гидроэнергетике. Можно, кстати, строить вдоль рек (есть проект), продольные береговые «плотины» с искусственными быстротоками, которые не требуют затопления земель, так как используют только необходимый для гидротурбин нового поколения динамический расход воды, чем сохраняют судоходство и естественное существование рыбного поголовья. ГЭС с горизонтальнолопастными турбинами, под мостовыми пролетами, комбинированные с ветровыми турбинами-трансформерами по краям моста, могут найти применение на сибирских реках и на Дальнем Востоке. Также предлагается защищать берега рек, со слабыми грунтами и с опасными разливами, специальными ж /б цилиндрами с заполнением их местным инертным материалом, а в некоторых блоках размещать особой конструкции гидродвигатели с выдвижными лопастями (гидротурбины-трансформеры). Эти стенки из «трубчатого шпунта» создают защиту берегов на слабых грунтах, ликвидируют или ослабляют разрушения от разливов и затоплений и дают электроэнергию, сравнимую с существующими малыми плотинными ГЭС. Они могут разместиться по всему руслу реки. Если защитить, например, наиболее опасные части рек Эльбы и Дуная подобными энергоблоками, то меньше было бы неприятностей от ежегодных разливов, да еще и дополнительно получалась бы электроэнергия, которая окупала бы ежегодные затраты на защиту и восстановление аварийных береговых откосов и сооружений. Новаторство для возобновляемой энергетики Сейчас имеются десятки разработок для малой гидроэнергетики (в том числе и в нашем коллективе). Но не секрет, что бесплотинные малые ГЭС на реках, даже на водопадах и донных течениях пока почти не востребованы. Они дешевле, быстровозводимы, просты в эксплуатации и используют широкий диапазон глубин рек, от 0,15 метра и выше, при единственном условии, что скорость течения должна быть не менее 0,8 м / сек. Но есть разработки мини-ГЭС, действующих даже в «стоячих» водах озер, в искусственно созданных водоемах – так называемые пневмо-ГЭС. Такие энергокомплексы могут размещаться даже на крышах промышленных зданий, в технических этажах или подвалах. Представьте – индивидуальная ГЭС и тепловая станция на крыше или в подвале здания! Россия может стать «двигателем» в развитии автономного энергоснабжения высотных сооружений, использующих ВИЭ. Можно не только проектировать и разрабатывать новые конструкции, но и изготовлять их варианты, обеспечивая индивидуальными и автономными типами энергоустановок. Уже сейчас некоторые высотные здания пытаются обеспечить энергетикой солнечных батарей и традиционных ветроустановок, но для этого часто приходится подгонять архитектуру сооружения под конструкции. Здесь и могут пригодиться комбинированные системы энергообеспечения, типа гидро-гелио-пневмоЭС, где сравнительно «небольшие» площади солнечных батарей и нетрадиционные типы ветроустановок являются «стартерами» работы ГЭС (нового типа), размещенных на технических этажах или крышах. Спрос на чистую индивидуальную энергию будет огромен, учитывая нынешнее увлечение высотными зданиями. Создание энергетической компании для «высоток» необходимо уже сейчас – для этого нужно только желание архитекторов сотрудничать с новаторами в области энергетики. Устройства, предлагаемые авторами, компактны, просты и автономны. Конструкции универсальны, т. е. могут эксплуатироваться и в малых речках, глубиной потока от 0,15 метра, и в больших потоках любой глубины, а также при морских приливах и отливах. Кроме того, испытываются мини-ГЭС типа «гидроколлайдеров», которые могут использовать быстротоки горных рек или работать вообще без естественных речных потоков и даже вдали от них на большом расстоянии. Подобные «гидроколлайдеры» с успехом могут заменить уголь и мазут на тепловых станциях. Интерес могут представлять также автономные ГЭС, работающие на энергии взрывной волны, используя любые утилизированные взрывчатые вещества или газовое топливо. Молодежный творческий коллектив – «iзобретатель» из МГУ природообустройства может предоставить свои разработки по этой теме и другим темам в малой гидроэнергетике.

ПЕРСПЕКТИВЫ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ

Солнце плюс ветер минус вода Гидроэнергетика Татьяна РЕЙТЕР Квоты, выделяемые малой гидроэнергетике в госпрограмме поддержки ВИЭ после 2025 года, значительно уступают планируемым вводам солнечных и ветровых электростанций. Эксперты рынка разбираются, почему так происходит. Перспективы правительственной поддержки зеленой генерации в 2025‑2035 гг. еще находятся на стадии обсуждения. По предварительным данным, потолок инвестиционных ресурсов в отрасль на этот период может составить 400 млрд рублей. Из них около 30 млрд, возможно, будет направлено на строительство новой малой гидрогенерации (мощностью до 25 МВт). Ранее ключевые игроки рынка новой возобновляемой энергетики настаивали на полном перераспределении квот в пользу ветряных и солнечных электростанций. Напомним, что возобновляемая энергетика в России поддерживается преимущественно за счет оптового энергорынка: с 2013 года в соответствии с выделенными квотами проводятся отборы с инвесторами, представившими лучшие условия (прежде всего, ценовые), и заключаются договоры на поставку мощности, которые гарантируют возврат инвестиций в течение 15 лет за счет повышенных платежей потребителей. Программа поддержки ВИЭ в 2014‑2024 гг. реализуется в соответствии Постановлением Правительства РФ от 28.05.2013 № 449 «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности». Всего в рамках этой программы или, как ее называют, ДПМ ВИЭ до 2024 года планируется построить 5,4 ГВт солнечных, ветряных электростанций и малых ГЭС (МГЭС). Доля МГЭС в этом списке составляет менее 400 МВт. Недооцененный ресурс По данным Ассоциации «Гидроэнергетика России», наша страна располагает одним из богатейших гидропотенциалов в мире. Потенциал 2 млн российских рек, который экономически целесообразно использовать для строительства и дальнейшей эксплуатации гидроэлектростанций, составляет примерно 200 млрд кВт. ч в год. Сейчас этот потенциал используется только на 0,5 %. В базе данных Ассоциации хранится информация о 105 гидроэлектростанциях мощностью менее 25 МВт. Их суммарная установленная мощность составляет 470 МВт, годовая выработка – более 1 млрд. кВт. ч. Для сравнения, установленная мощность всех ГЭС в России – более 50 ГВт, годовая выработка – более 180 млрд кВт. ч. Большая часть малых станций из этого перечня включены в ОЭС. Но есть еще 100‑150 малых ГЭС мощностью от нескольких кВт до нескольких МВт, которые работают на локального потребителя или в изолированной системе, обеспечивая электроэнергией отдаленные поселки, улусы и аулы в условиях, когда другие источники не доступны. Экономический гидропотенциал малых рек оценивается в 200 млрд кВт. ч в год, но используется только на 0,5%. Таким образом, функции малой гидрогенерации не ограничиваются только выработкой электроэнергии – она обеспечивает равномерность стока рек, водоснабжение. Строительство ГЭС малой мощности призвано стать одной из важных составляющих социального и экономического развития труднодоступных районов. На территории бассейнов малых рек, где сосредоточено 50 % общего стока рек страны, проживает до 44 % городского и 90 % сельского населения, в том числе в наиболее перспективных для реализации проектов малой гидроэнергетики регионах: Кавказ, юг Сибири, большая часть территории ДФО, есть еще некоторый потенциал рек на Северо-Западе. Однако использовать эти ресурсы ни государство, ни бизнес не спешат. – Всего за семь лет в рамках конкурсных отборов проектов ВИЭ отобрано 11 проектов малых ГЭС суммарной установленной мощностью 168 МВт, что многократно меньше объемов солнечной (1 908 МВт) или ветровой (3 376 МВт) генерации, – отметил председатель правления Ассоциации «НП Совет рынка» Максим Быстров на открытии строительства Белопорожских МГЭС в июле этого года. По его словам, основная доля отобранных проектов приходится на компании ПАО «РусГидро» (70,44 МВт) и ООО «НордГидро-Белый порог» (49,8 МВт). По итогам отборов 2018‑2019 гг. появились еще три участника, что говорит о возможной перспективе роста заинтересованности инвесторов в проектах малых ГЭС. Это ООО «ЭнергоМИН», ООО «Южэнергострой» и ООО «ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация», которые получили право реализации четырех проектов суммарной мощностью 47,8 МВт. Одним из них стала Сегозерская ГЭС в Карелии (8,1 МВт), ее строительством займется входящая в En+ Group компания «ЕвроСибЭнерго – Гидрогенерация». Конкурировать стало сложнее – Один из главных факторов, определяющих преимущественное развитие солнечной и ветряной генерации в нашей стране, это мощное лобби производителей соответствующего оборудования, – полагает исполнительный директор Ассоциации «Гидроэнергетика России» Олег Лушников. – Производители гидроэнергетического оборудования, гидростроители и гидроэнергетические компании, к сожалению,оказались слишком разобщены, чтобы в полной мере использовать возможности программы поддержки ВИЭ на период 2014‑2024 гг.». Эксперт указывает также на то, что инвестору строительство МГЭС обходится и дольше, и дороже, чем ветро- и солнечные электростанции. Это связано с более длительными изысканиями, процессом проектирования и строительства, а также созданием нетипового уникального оборудования практически для каждой гидроэлектростанции. Те же проблемы применимы к реконструкции, в которой нуждаются многие действующие МГЭС, поскольку более трети станций мощностью до 10 МВт были построены в 1900‑1960 гг. Вместе с тем ГЭС имеет значительно превышающие другие виды установок, использующих ВИЭ, показатели, такие, как КПД, КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) и срок службы. Нормативный КИУМ ГЭС составляет 38 %, ВЭС – 27 %, СЭС – 14 %. Сооружения и оборудование ГЭС можно эксплуатировать 50‑40 лет, что в 3‑4 раза дольше, чем срок службы фотоэлектрических модулей и оборудования ВЭС. При проработке проектов МГЭС инвестор должен учитывать и тот факт, что по многим рекам, которые были исследованы ранее на предмет строительства МГЭС, и по уже реализованным проектам получить запланированный КИУМ гидроэлектростанций становится невозможно. – Это связано с тем, что вопреки проектным решениям водные ресурсы отбираются другими водопользователями – например, для водоснабжения населения, для нужд сельского хозяйства или водного транспорта. др.). Иногда это является результатом компромисса власти в спорах с экологическими организациями, которые требуют изменить параметры проекта. Нередко, особенно в конце 1990 – начале 2000 годов, причиной становились недостаточность объемов изысканий или ошибки в водноэнергетических расчетах при проектировании, возникающими, в том числе, в связи с изменением климата, – поясняет Олег Лушников. – В итоге средний КИУМ ГЭС может снизиться от проектного на 20‑30 %. Причем речь идет не только о давно построенных объектах малой генерации, но и о введенных в 2000‑х годах. Эксплуатировать такую станцию собственнику невыгодно. На 30.07.2019 объем мощности малых ГЭС, доступный к отбору до 2024 года, составляет всего 42 МВт – 541 МВт из первоначальных целевых объемов ввода мощности (751 МВт) перераспределен в пользу СЭС, ВЭС и ТКО. Еще одним препятствием, с которым сталкиваются гидроэнергетические компании, желающие выйти на конкурсы, проводимые в рамках ДПМ, с проектами строительства МГЭС, – явно недостаточный 5‑летний срок на реализацию этих проектов, что ведет к санкциям за нарушение сроков ввода энергообъектов в эксплуатацию. Участники рынка указывают на несовершенство законодательства, которое предъявляет к проектированию, прохождению экспертиз, строительству и эксплуатации объектов малой гидроэнергетики такие же требования, как к строительству гидроэлектростанций масштабов Саяно-Шушенской ГЭС. В результате затраты только на охрану МГЭС составляют до 30‑40 % от постоянных затрат. Генеральный директор En+ Group Владимир Кирюхин отмечает в интервью ТАСС, что по программе ДПM до 2035 года можно было бы построить около 1 ГВт МГЭС, но низкая проработка проектов малой гидрогенерации делает процесс как строительства самих станций, так и подачи документов на их включение в программу государственной поддержки ВИЭ более трудоемким в сравнении с ветряными и солнечными станциями. По мнению инвесторов, в 5‑летний срок, отведенный на реализацию проектов, затруднительно осуществить проведение инженерных изысканий, разработать проектную и рабочую документацию, провести экологическую экспертизу и осуществить строительство гидротехнических сооружений, которое сопряжено с большим объемом земляных и бетонных работ и накладывающимися сезонными ограничения при строительстве. Исправить ситуацию Как пояснили «ЭПР» в Ассоциации «НП Совет рынка», с учетом низкого интереса инвесторов к проектам строительства малых ГЭС, 541 МВт из первоначальных целевых объемов ввода мощности (751 МВт) перераспределен в пользу СЭС, ВЭС и ТКО. По состоянию на 30 июля 2019 года объем мощности малых ГЭС, доступный к отбору до 2024 года, составляет всего 42 МВт. В Ассоциации считают, что объем отобранных проектов и количество участников отборов объективно указывают на отсутствие должной конкуренции. Попытку сформировать консолидированную позицию о необходимости сохранения квоты малой гидроэнергетики при проведении конкурсных отборов инвестиционных проектов ВИЭ, предприняли в начале июля руководители ПАО «РусГидро», ОАО «ЕвроСибЭнерго», ООО «ЭнергоМИН», ООО «Южэнергострой», ООО «EcoEnergy» и Ассоциация «Гидроэнергетика России». Позицию гидроэнергетиков поддержали в ПАО «Силовые машины», ООО «Норд Гидро-Белый Порог», АО «Тяжмаш», АО «Трест Гидромонтаж». Малые гидростанции строятся дольше и дороже, чем ветро- и солнечные электростанции, но по КПД, КИУМ и срокам службы они в 3-4 раза превышают другие ВИЭ. Игроки рынка осознают, что с сокращением инвестиционных проектов гидроэнергетическая отрасль может утратить промышленных потенциал отечественных предприятий, лишиться технологий разработки электроэнергетического оборудования для малой генерации и рабочих мест при проектировании, строительстве и эксплуатации ГЭС. – В нашей стране пока сохранился сильный научно-проектный комплекс, который располагает высокопрофессиональными кадрами, результатами изысканий по тысячам створов крупных и малых водотоков, проектной документацией, – говорит Олег Лушников. – Мы не растеряли потенциал в энергомашиностроении. Оборудование для малой гидроэнергетики производится, в том числе на флагманах российской промышленности и даже на предприятиях оборонно-промышленного комплекса. Во многом благодаря вводу новых объектов ПАО «РусГидро» сохраняется строительный потенциал гидроэнергетики. Университеты страны готовят хороших специалистов для отрасли, владеющих современными инструментариями для проектирования, строительства и эксплуатации ГЭС и ГАЭС. Вместе с тем, если на обозримую перспективу не будут запланированы новые объекты строительства, то мы потеряем отрасль, которой гордились не менее, чем достижениями в освоении космоса. Преимущества малой гидроэнергетики: – возможность обеспечения потребностей локальных потребителей; – экологическая чистота; – отсутствие топливной составляющей в стоимости электроэнергии; – независимость от конъюнктуры цен на энергоносители; – длительный срок службы гидроэнергетических объектов и оборудования (кратно превышает срок службы оборудования ТЭС,СЭС, ВЭС); – возможность круглогодичной эффективной эксплуатации; – высокий уровень локализации производства основного гидросилового и электротехнического оборудования; – наличие аккумулирующей емкости и возможностей для регулирования в суточном / сезонном или годовом разрезе речного стока, защиты от затоплений, накопления запасов пресной воды, решения водохозяйственных задач. К 1917 году построено 78 ГЭС суммарной мощностью 16 МВт. С 1919 по 1941 год введено 950 МГЭС (32 МВт). За 1945 год введено 641 МГЭС (18 МВт). С 1951 по 1953 год построено 111 сельских МГЭС и 116 межколхозных МГЭС. К 1954 году насчитывалось 6614 МГЭС (всего 322 МВт), доля которых в выработке электроэнергии для сельских потребителей достигала 24 %. В 1954 году начат вывод из работы МГЭС в связи с разрешением подключения сельских потребителей к единой энергосистеме страны. На 2012 г. функционировало около 300 МГЭС. Сейчас количество МГЭС России составляет около 200 (по данным Ассоциации «Гидроэнергетика России»).

ЮБИЛЕЙ ГЭС

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС отмечает 20-летний юбилей Зеленчукская ГЭС-ГАЭС отмечает 20-летний юбилей 09.08.2019 11:55:16 Юбилеи и важные даты Северо-Кавказский ФО 9 августа 2019 года единственная в России ГЭС-ГАЭС – Зеленчукская – отмечает 20-летний юбилей. Сегодня это крупнейшая электростанция Карачаево-Черкесии, которая обеспечивает до 45% необходимого республике объема электроэнергии. История электростанции началась в конце 1950 - начале 1960 годов, строительство Зеленчукской ГЭС было частью развития водохозяйственного комплекса Верхней Кубани. При разработке его схемы институт «Гидропроект» предусмотрел возможность строительства деривационной электростанции на переброске стока из бассейна рек Большой и Малый Зеленчук в Кубань. Помимо выработки электроэнергии переброска стока рек должна была обеспечить орошение сельхозугодий. Масштабное строительство на месте нынешних гидросооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС развернулось в 1976 году. Практически одновременно гидростроители возводили станционный узел, водозаборный гидроузел на реке Аксаут и деривационный перебросный канал с системой тоннелей и дюкеров. С распадом СССР строительство гидростанции было приостановлено. Возобновилось оно в 1994 году с приходом в проект РАО «ЕЭС России». В это время была сформирована команда из опытных специалистов, работавших ранее на самой мощной в то время гидроэлектростанции Таджикистана – Нурекской ГЭС. Многие из них и сегодня работают на электростанции. Через пять лет, 9 августа 1999 года, состоялся пуск первого гидроагрегата, еще через три года, 2 октября 2002 года, под нагрузку был поставлен второй гидроагрегат. С этого момента электростанция ежегодно вырабатывала до 190 млн кВт·ч – почти пятую часть от всей потребляемой в Карачаево-Черкесии электроэнергии. При этом станция продолжала функционировать только на половину изначальной мощности. Через некоторое время инженеры предложили новаторское решение: использовать ранее построенные сооружения ГЭС для создания гидроаккумулирующей электростанции. Концепция ГЭС-ГАЭС подразумевает переброску в реку Кубань части стока рек Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут с использованием перепада высот между этими реками и Кубанью для создания напора ГЭС. Строительство ГАЭС началось в 2010 году. Помимо достройки водоводов верхнего бьефа и монтажа обратимых гидроагрегатов в существовавшие кратеры, строители возвели нижний бассейн и проложили уникальные водоводы по дну реки Кубань. В декабре 2016 года состоялся торжественный пуск гидроаккумулирующей электростанции. Сегодня в здании ГЭС-ГАЭС установлены два гидроагрегата мощностью по 80 МВт и два обратимых гидроагрегата мощностью по 70 МВт, установленная мощность электростанции – 300 МВт. Среднемноголетняя выработка – 577 млн. кВт·ч. Всего за двадцать лет Зеленчукская ГЭС-ГАЭС выработала 5,76 млрд. кВт·ч электроэнергии.

ГОТОВИТЬСЯ К ЗАПУСКУ БЕЛОПОРОЖСКАЯ ГЭС

В Карелии готовятся к запуску Белопорожской ГЭС В Карелии готовятся к запуску Белопорожской ГЭС 31.07.2019 07:41:03 Уже в конце декабря отсюда потечет уже река электричества, которая обеспечит светом десятки сел, деревень и производств в республике. Сравнимой по масштабу и важности стройки энергетика Карелии не видела последние полвека. Новейшие здания Белопорожской ГЭС на глазах растут сразу у двух берегов Кеми. Работы ведутся ударными темпами — на объектах круглосуточно трудятся до 300 инженеров. Уже сейчас возведение обоих корпусов Белопорожской ГЭС завершено почти на 95%. В машинных залах современных станций появились посадочные места для «сердец» будущего комплекса — гидротурбин и электрогенераторов. Теперь, спустя три года напряженной работы, специалисты подходят к главному этапу строительства. Команду «перекрыть русло реки» — самой ответственной стадии работ — дают лично секретарь Совета безопасности России Николай Патрушев и глава Карелии Артур Парфенчиков. С этого момента течение реки навсегда изменяет привычное направление. С помощью рукотворной 15-метровой преграды на новых ГЭС будут добывать экологически чистую и, главное, столь необходимую для Карелии электроэнергию. Согласно расчетам, подобные станции должны обладать почти абсолютным КПД. Аналогичных комплексов в России и в мире пока немного. «Их ввод в эксплуатацию позволит повысить уровень электроснабжения населения и предприятий республики Карелия, Северо-Западного федерального округа. Снизить дефицит мощности», — заявляет секретарь Совета безопасности РФ Николай Патрушев. Две строящиеся Белопорожские ГЭС — замкнут так называемый «кемский каскад». И их суммарной мощности — это 50-т мегаватт — будет достаточно, чтобы осветить десятки сел, деревень и производств. «Это репутационный вопрос. Мы показываем, что на севере, как и старшие поколения, мы можем делать такое чудо, которое отвечает самым высоким мировым стандартам», — подчеркивает глава Республики Карелия Артур Парфенчиков. А ведь всего несколько лет назад из-за нехватки средств проект едва не отправили на полки архива. На помощь властям Карелии пришли Российский фонд прямых инвестиций, партнеры из Китая и Ближнего Востока, а также новая структура БРИКС — Новый Банк Развития. Для последнего проект станции — пока первый на территории России. «В 2014 году мы хотели получить кредит всемирного банка, но США ввели санкции в отношении России. Мы переориентировались на Новый Банк развития, консорциум международных банков и нам не потребовалось американское финансирование», — поясняет представитель компании-заказчика Михаил Заворовский.

МИРОВОЙ ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВИЭ В РОССИИ.

Мировой опыт и перспективы ВИЭ в России – в центре внимания форума «Возобновляемая энергетика для регионального развития» Мировой опыт и перспективы ВИЭ в России – в центре внимания форума «Возобновляемая энергетика для регионального развития» 20.06.2019 10:29:55 Электроэнергетика. Электрические сети Выставки, конференции Центральный ФО Международный опыт развития ВИЭ и возможности внедрения его в России обсудили участники панельной дискуссии в рамках Форума «Возобновляемая энергетика для регионального развития» на выставке RENWEX 2019. Заместитель директора Центра инноваций и технологий Международного агентства возобновляемой энергетики / IRENA Роланд Рёш отметил большие перспективы повсеместного развития ВИЭ. Он остановился на сложностях реализации проектов в сфере возобновляемой энергетики и рекомендовал использовать разработанный агентством IRENA специальный инструмент Project Navigator, позволяющий избежать традиционных ошибок на всех этапах подготовки и осуществления проектов ВИЭ. В нем содержатся рекомендации по формированию портфеля проектов и их выбору, законодательству, поиску источников финансирования и другим важным аспектам. Управляющий партнер компании Eclareon Кристоф Урбшат отметил усиление в Европе тенденции к микрогенерации, обусловленной повышением конкурентоспособности ВИЭ. По его словам, сегодня даже небольшие домохозяйства и частные потребители могут себе позволить подключиться к таким источникам энергии. Для оценки эффективности проектов ВИЭ Eclareon разработала специальную программу, которая запущена во многих странах, в том числе в России. Европейский опыт финансирования ВИЭ проанализировал представитель компании «СКМ Маркет Предиктор» Виктор Балыбердин, отметивший тенденцию к снижению господдержки проектов ВИЭ. По мнению эксперта, необходимыми условиями сбалансированного развития ВИЭ являются возврат инвестиций для производителей, снижение цен для потребителей, рост объемов и эффективности ВИЭ. На сессии был также представлен опыт развития ВИЭ в Андалузском регионе Испании, а также реализованные проекты ВИЭ ведущих мировых компаний. В панельной дискуссии о необходимости поддержки инновационных прикладных НИОКР для развития ВИЭ приняли участие руководители и специалисты ведущих исследовательских центров, профильных ассоциаций, крупных энергетических компаний России, Германии и Швейцарии. Модератором сессии выступил председатель правления НП по ВИЭ «Евросолар Россия» Георгий Кекелидзе. Тематические секции Форума были также посвящены перспективным технологиям для систем энергоснабжения в удаленных и изолированных энергосистемах, электрохимическим технологиям в ВИЭ, состоянию современного мирового рынка биотоплива и перспективам его развития в России, росту мирового рынка электротранспорта и реализации инвестиционных программ по созданию необходимой инфраструктуры в нашей стране.