Загрузка ...Состояние и перспективы гидроэнергетики Украины
Мировой опыт. За последние 20 лет малая гидроэнергетика интенсивно развивается в большинстве государств мира. Расширение масштабов строительства малых ГЭС определено как одно из важных направлений освоения возобновляемых источников на конгрессах мировой энергетической конференции, конференции ООН о новых и возобновляемых источниках энергии, а также рядом авторитетных международных организаций. По данным ООН, в 101 стране, развивающей малую гидроэнергетику, на 1990 г. общая мощность МГЭС, имеющих единичную мощность до 5 МВт, составляет больше 25,3 ГВт.
Наиболее полное исследование возможностей малых ГЭС проведено в США, где, начиная с 1977 г., разработаны и реализуются ряд государственных программ развития малой гидроэнергетики. До 2020 г. предусматривается сооружение МГЭС суммарной мощностью 50 000 МВт, что обеспечит производство около 200 млрд кВт • ч электроэнергии. Экономия органического топлива при этом будет составлять 60 млн т у. т. На 2000 г. запланировано обеспечение бытового энергопотребления США за счет малых ГЭС 25…30 %. Для достижения указанного уровня развития малой гидроэнергетики администрация США осуществляет ряд мероприятий по централизованной координации и финансированию проектов создания МГЭС и широкому привлечению частного капитала на условиях льготного кредитования и налогообложения. При этом стоимость 1 кВт • ч электроэнергии, вырабатываемой на малых ГЭС, составляет 1,8…2,4 цента (на ТЭС — 3,2..5,5 цента; на АЭС — 2,8—3,9 цента). Срок окупаемости малых ГЭС — 3…6 лет.
Высокий уровень развития малой гидроэнергетики достигнут и в ряде других государств. Доля электроэнергии, вырабатываемой на малых ГЭС, общего производства электроэнергии, на всех гидроэлектростанциях составляет, %:
- Япония — 23,4;
- КНР — 8,3;
- Чехия и Словакия — 12,6;
- Австрия — 6,5;
- Украина — около 5.
В КНР построено около 90 000 малых ГЭС, которые обеспечивают почти 30 % энергопотребления в сельскохозяйственных районах, запланировано строительство еще нескольких тысяч малых ГЭС общей мощностью около 3000 МВт. В Германии в сельском хозяйстве и в частном потребительском секторе функционируют более 30 000 малых ГЭС.
Правительства США, Японии, КНР, Швейцарии, Австрии, Испании, Швеции и ряда других государств стимулируют развитие малой гидроэнергетики финансовыми льготами. Особое внимание в этих странах обращается на исследования и разработку современного эффективного гидротурбинного оборудования для малых ГЭС.
В Украине в начале 20-х годов насчитывалось 84 гидроэлектростанции общей мощностью 4000 кВт, а в конце 1929 г. — уже 150 станций общей мощностью 8400 кВт, среди них — Вознесенская (840 кВт), Бугская (570 кВт), Сути-ская (1000 кВт) и другие. В 1934 г. была введена в эксплуатацию Корсунь-Шевченковская ГЭС мощностью 1650 кВт, которая по своим техническим показателям была одной из наиболее эффективных станций того времени. В послевоенный период электрификация сельского хозяйства базировалась в основном на увеличении мощностей и улучшении технико-экономических показателей малых гидроэлектростанций. В начале 50-х годов количество построенных малых гидроэлектростанций составляло 956. а их общая мощность — 30 000 кВт. Однако в связи с развитием централизованного электроснабжения в республике и наличием стойкой тенденции к концентрации производства электроэнергии на мощных тепловых и гидростанциях строительство малых ГЭС было прекращено и в настоящее время их насчитывается только 150. Влияние природных и временных факторов в условиях бесхозяйственного отношения к этим станциям привело к развалу целого направления в энергетике.
К МГЭС начали возвращаться в начале 80-х годов, когда стали понимать необходимость переоценки ресурсов и реальных затрат на освоение, добычу и транспорт органического топлива, а также обращать внимание на экологические проблемы. Эксплуатация плотинных ГЭС достаточно эффективна во всех районах Украины, за исключением горных, однако в отдельных случаях используется и там.
Как показал проведенный в Гидропроекте г. Киева анализ технических возможностей энергетического использования стока многих малых рек (равнинных рек мощностью до 1,7 тыс. кВт и горных до 2 тыс. кВт), эта часть гидроэнергетического потенциала Украины технически может быть освоена при применении микроГЭС, которые могут служить не только источником электроэнергии, но и прямым приводом разнообразных машин. Наиболее широкое применение такие станции могут получить для обеспечения электроэнергией стационарных сельских потребителей, горнодобывающие объекты, станции и посты гидрометеослужбы, туристические и рекреационные комплексы, охотничьи и лесозаготовительные хозяйства, военные и многие другие объекты.
В Украине, особенно в горных районах, микроГЭС могут иметь широкий круг заказчиков и потребителей. Эффективной является эксплуатация микроГЭС для сопутствующего производства электроэнергии при сооружении их в составе различных гидротехнических объектов (на водосбросах, системах водоснабжения, на каналах). Особенно перспективны объекты со значительным преобладанием энергоснабжения в летний период, поскольку большое количество малых рек зимой почти не имеют стока, а сезонное регулирование существенно снижает экономическую эффективность микро-ГЭС. В некоторых случаях целесообразно использовать микроГЭС в комплексе с ветроустановками, гелиоустановками и другими источниками энергии. Создание таких энергокомплексов является одним из перспективных направлений современных разработок.
Отсутствие в Украине и в странах СНГ промышленных микроГЭС не позволяет дать точных рекомендаций по их применению, хотя предварительные расчеты указывают на существенный экономический эффект по сравнению с бензоэлектрическими агрегатами. Ориентировочный диапазон рабочих напоров составляет от 2…3 до 100 м, а расхода воды — от 0.1 до 5 м3с. Для повышения мобильности малых ГЭС существует решение типа энергетическая баржа. Существует также ряд технических решений, направленных на снижение материалоемкости гидроагрегатов, например, конструктивное объединение лопастного колеса гидротурбины с ротором гидроагрегата позволяет отказаться от мультипликатора и значительно снизить массу и габариты гидроагрегата.
В энергетике, промышленности и коммунальном хозяйстве применяется огромное количество напорных систем. В больших городах, например в Киеве, часть малых рек (Почайна, Глубочица, Сырец и прочие) ютятся в дюкерах или в трубопроводах. Мощность таких потоков часто достигает десятков и сотен киловатт, однако их энергетический потенциал практически не используется для производства электроэнергии. Существует несколько десятков подходящих проектов гидроагрегатов, защищенных патентами США, Германии, Великобритании. Однако пока эти установки не используются. Отсутствуют также оценки возможного энергопотенциала для использования в напорных трубопроводах коммунальных и промышленных систем. Наличие большого количества таких систем, постоянный режим их работы, близость их расположения и разнообразие возможных схем применения такой энергии указывают на целесообразность проведения работ в данном направлении. Существуют схемы микроГЭС, которые используют энергию напора и течение воды в трубопроводах с помощью реактивной турбины, работающей на быстроходном напоре воды, а также горизонтально-осевой лопастной турбины с перистальтическим гидромотором. Необходима дальнейшая разработка перспективных схем преобразователей, которые смогут найти широкое применение в городском коммунальном и сельском хозяйствах.
Таким образом, существуют положительные возможности использования свободнопотоковых микро ГЭС для малых быстрых рек Украины, особенно в Карпатах и Крыму.
Дата публикации: 01.03.2013
Особенности и виды межкомнатных складных дверей
Варианты применения наружных LED экранов
