Большая гидроэнергетика не может развиваться без масштабных комплексных территориально-промышленных проектов. Однако опыт подобных мегастроек советского периода в настоящее время не реализуется.

Установленная мощность гидроэлектростанций в мире на 2017 г. составила 1267 ГВт. При этом за 2017 г. введено порядка 22 ГВт новых мощностей на всех типах электростанций, в том числе на ГЭС – 3,2. Мировая выработка чистой электроэнергии ГЭС в мире достигла порядка 4200 ТВт-часов.

«Вечный» двигатель гидроэнергетики

В России, обладающей вторым в мире потенциалом гидроресурсов, общая мощность ГЭС превышает 50 ГВт, они вырабатывают порядка 17 % всей электроэнергии в стране, или 98 % электроэнергии на основе ВИЭ.

В 1960‑е гг. теоретический потенциал гидроэнергетики на территории России был оценен в 2900 млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии, или 170 тыс. кВт-ч на 1 кв. км территории. Из них потенциал крупных и средних рек составляет 2400 млрд кВт-ч, технически возможный уровень использования потенциала – 1670 млрд кВт-ч годовой выработки, экономически целесообразный – 850 млрд кВт-ч. Реально используемый на сегодня потенциал на действующих ГЭС составляет не более 20 % от экономического потенциала.

Более половины мощностей ГЭС построено на реках Сибири. В Советском Союзе строительство мощных ГЭС позволило создать здесь крупные территориально-промышленные комплексы с энергоемкими предприятиями – алюминиевыми заводами, химическими, лесопромышленными, горнодобывающими и горно-обогатительными комбинатами. Сегодня становится понятным, что в условиях избытка генерирующих мощностей строить ГЭС без комплексного развития территорий не имеет смысла.

Дальнейшее развитие ГЭС намечено в «Программе развития гидроэнергетики России до 2030 года и на перспективу до 2050 года», которая была подготовлена по заданию ПАО «РусГидро» Институтом энергетической стратегии в сотрудничестве с рядом научно-исследовательских и проектных организаций. В целевом сценарии предлагаемой программы гидростроительства предусмотрен ввод до 2030 г. 15,5 ГВт новых мощностей на ГЭС, в период с 2030 по 2050 гг. – 25,0 ГВт. Суммарные вводы новых мощностей в целевом сценарии до 2050 г. составят 40,6 ГВт на ГЭС и 12,3 ГВт на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС). В консервативном сценарии предусмотрен ввод 12,2 ГВт новых мощностей на ГЭС до 2030 г., и в период с 2030 по 2050 гг. – 18,8 ГВт. Суммарные вводы новых мощностей в консервативном сценарии до 2050 г. – 31,0 ГВт на ГЭС и 12,3 ГВт на ГАЭС.

Программа обозначила горизонты развития отрасли, но насколько успешно они будут реализованы, учитывая заложенные в программу инвестиции (4978 млрд руб. на развитие ГЭС и 5737,6 млрд руб. – на развитие ГАЭС по целевому сценарию)?

«Я участвовал в июньском заседании в Госдуме, где обсуждались проблемы развития гидроэнергетики, – рассказывает заместитель директора по научной работе Инженерно-строительного института Санкт-Петербургского политехнического университета, заслуженный энергетик РФ, профессор Виктор Елистратов. – Общий вывод экспертов был таков: отсутствие стратегии развития экономики, особенно в Сибири и на Дальнем Востоке, не дает перспектив отраслевого развития. Гидроэнергетика позволяет использовать водные ресурсы комплексно, и это является ключевым для развития сопутствующих отраслей, соответственно, и для соинвестирования в создание новых ГЭС».

Строительство новой ГЭС – это привлечение огромных ресурсов, необходимость создания водохранилищ с затоплением значительных по площади территорий, но в то же время – возможность использовать их для хозяйственного и промышленного водоснабжения, орошения, развития рыбноых хозяйств, водного транспорта, защиты территорий от паводков, ежегодный ущерб от которых оценивается в десятки миллиардов рублей. В условиях советской экономики вопросы строительства новых ГЭС решались в русле общего социально-экономического развития страны, а сами ГЭС с более дешевой электроэнергией были локомотивами создания территориально-промышленных комплексов и развития территорий. Сейчас ситуация иная, и основной груз инвестиций лежит на ПАО «РусГидро».

Общие проблемы развития гидроэнергетики отметил Борис Богуш, первый заместитель генерального директора – главный инженер ПАО «РусГидро» на круглом столе в рамках Российской энергетической недели 2018 г. По его словам, кластерная схема, в которой есть генерация, передача энергии и потребитель, разбалансирована. Кроме того, не до конца проработана нормативная база по объектам создания водохранилищ, нет четких регламентов по культурному наследию, созданию службы заказчика и схем финансирования. Это все резко ограничивает эффективность проектов, каждый из которых становится «подвигом в условиях правовой неопределенности».

Гидроэнергетика без ГАЭС

«Согласно данным мировой статистики, на сегодняшний день регулирование энергосистемы может проводиться только с помощью гидроаккумулирующих электростанций. Наличие ГАЭС позволяет эксплуатировать атомные и тепловые электростанции, а также электроустановки, использующие энергию солнца и ветра, в наиболее эффективных режимах и оптимизировать работу энергосистемы в целом. ГАЭС – наиболее эффективный инструмент обеспечения энергобезопасности и энергоэффективности», – отметил на этом же круглом столе Олег Лушников, исполнительный директор Ассоциации «Гидроэнергетика России».

В общей энергосистеме ГАЭС играют не только роль мощных аккумуляторов, сглаживающих пики и провалы в энергопотреблении, но и предоставляют системные услуги энергосистеме: регулируют частоту и напряжение, участвуют в предоставлении реактивной мощности, обеспечивают нагрузочный резерв за счет высокоманевренного оборудования, могут в течение двух минут заместить аварийную потерю целого блока ТЭС – а это 500‑800 МВт мощности.

По расчетам, в устойчивой энергосистеме объемы маневренных мощностей ГАЭС должны составлять 10‑15 %. В Европе по мере развития атомной энергетики были построены 172 ГАЭС, а с учетом и увеличения мощностей ВИЭ в ближайшее время будут введены в строй еще 20 ГВт ГАЭС – без этого важного элемента надежности регулировать электросеть будет невозможно. Для поощрения строительства новых ГАЭС в промышленных масштабах во всем мире применяются различные меры господдержки в виде субсидий, налоговых льгот для поставщиков оборудования и тарифных льгот на поставку энергии. Кроме того, разница между стоимостью энергии в пиковые и провальные (ночные) периоды достигает 5‑7 раз, что обеспечивает рентабельность ГАЭС.

В Советском Союзе планировалось создание ГАЭС общей мощностью порядка 9,0 ГВт, упомянутая Программа развития гидроэнергетики предусматривала строительство четырех станций в европейской части страны. Пока построена только Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт, которая работает около 4 тыс. часов в год и при этом является планово убыточной с ежегодными убытками в 200‑300 млн руб., в основном из‑за недифференцированных тарифов. Складывается впечатление, что она не нужна энергосистеме! Говорить в этих условиях о строительстве новых мощностей ГАЭС не приходится.

Малым ГЭС нужны инвесторы

Количество действующих малых ГЭС (до 25 МВт) по всей стране к началу 1950‑х гг. достигло 6,6 тыс. Сегодня их насчитывается несколько сотен: отечественная электрификации второй половины прошедшего века сделала малую гидрогенерацию практически невостребованной, а современная тарификация – не слишком выгодной для собственника.

Количество малых ГЭС в РФ начало понемногу прирастать только за последние десятилетия: с 70 гидроэлектростанций в начале 1990‑х гг. до нескольких сотен в настоящее время. В основном они используются для местного автономного энергоснабжения в изолированных и труднодоступных районах или в качестве дополнительного источника в системах распределенной генерации. Речь идет не только о строительстве новых, но и о восстановлении и модернизации ранее построенных станций. К примеру, из почти ста действующих сегодня ГЭС мощностью менее 10 МВт более трети были построены в период 1900‑1960 гг.

При всей привлекательности малой гидроэнергетики, оказывающей минимальное воздействие на окружающую среду, процесс ее восстановления сдерживает недостаточная инвестиционная привлекательность проектов. Убедительный пример – каскад малых ГЭС на реке Оредеж в Лен­области, которые были построены в 1950‑е гг. и остановлены в 1973 г., а их оборудование демонтировано. В 2009 г. гидротехнические сооружения каскада с потенциальной мощностью около 2 МВт были переданы в долгосрочную аренду компании «Норд Гидро», которая так и не реализовала его восстановление.

Между тем, ежегодный потенциал малой гидрогенерации в РФ оценен в размере 60 млрд кВт-ч, из которых в настоящее время используется на более 1 %. По мнению экспертов, есть множество водных объектов, где можно было бы не только восстанавливать, но и строить малые ГЭС без особых затрат: на ирригационных сооружениях, водохранилищах, водоочистных комплексах, судоходных сооружениях, промышленных стоках – везде, где существует необходимый естественный или искусственный перепад уровней воды.

Перспективы для гидроэнергетиков

Спрос на специалистов-гидро­энергетиков тоже можно считать показателем развития отрасли. В Санкт-Петербургском политехническом университете после объединения в рамках Инженерно-строительного института четырех кафедр в одну – гидротехнического и водохозяйственного строительства, на нее ежегодно набирают не более 60 студентов. Ранее из 215 абитуриентов гидротехнического факультета почти половина обучалась по специальностям гидротехники и гидроэнергетики.

«Да, ГЭС строится меньше, но гидротехника – это и строительство всевозможных подпорных сооружений, водохозяйственных систем, систем технического и другого водоснабжения, водообеспечения АЭС», – говорит Виктор Елистратов.

По словам профессора, с участием кафедры для освоения шельфовых месторождений сейчас развивается технология проектирования обоснования параметров плавучих и офшорных ветроэлектростанций. Эта работа позволяет задействовать опыт специалистов бывшей кафедры морских и воднотранспортных сооружений. Кроме того, Политех, ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» и Технологический университет Лаппенранты (Финляндия) работают над совместным проектом эффективных систем энергоснабжения в Арктике на основе ВИЭ.

«Компетенции специалистов-гидроэнергетиков сейчас востребованы в ветро-, био- и солнечной энергетике, потому что один из важнейших элементов в создании такого рода объектов – правильно научить студентов оценивать ресурсы возобновляемого источника, а он, вопреки действующим мифам, предсказуем», – уверяет Виктор Елистратов.

По его мнению, отечественный спрос на ВИЭ растет: первый сетевой ветропарк мощностью 37,5 МВт пущен весной этого года в Ульяновской области, там же строятся еще два сетевых ветропарка по 50 МВт каждый. Только за последние два года построено более 300 МВт солнечных фотоэлектрических электростанций.

«Государственным планам развития гидроэнергетики, и в особенности ГАЭС, мешают избытки генерации, которые обеспечены устаревшими и малоэффективными ТЭС, эксплуатация которых продолжается в силу определенных социально-экономических условий. Но по мере выработки эксплуатационного ресурса этих мощностей они будут заменены на новые – и одними из них станут возобновляемые источники», – подытожил эксперт.

Источник: https://www.eprussia.ru/epr/354/3278422.htm