Малая энергетика — большое подспорье

В настоящее время в целом ряде стран дальнего зарубежья наблюдается бурное развитие возобновляемой энергетики. По прогнозам экспертов ожидается дальнейшее усиление этой тенденции. В пользу этого говорят как неисчерпаемость энергетических ресурсов (ветер, солнечная энергия, энергия воды), так и их экологическая безопасность.

Сегодня мировым лидером в области энергопроизводства, о которой идет речь, является Китай. Развитие и более широкое применение возобновляемых источников энергии способствует решению таких актуальных проблем, как проблема экологии, обеспечение населения продовольствием и насыщение энергетического рынка без ущерба природным богатствам.
На постсоветском пространстве использование ВИЭ направлено прежде всего на решение социальных проблем, снижение уровня безработицы, развитие малого бизнеса, повышение качества жизни населения, уровня образования и культуры. Очевидно, что изменение экономического строя в бывшем СССР отразилось в худшую сторону на обеспеченности удаленных районов энергетическими ресурсами. Увы, это примета сегодняшнего дня: более 10 млн человек, проживающих на 70% территории России, не имеют централизованного энергоснабжения.
Потенциал мини- и микроГЭС использован примерно на 0,5%. Дело в том, что число малых ГЭС с 8 тыс. в пятидесятых годах сократилось до 300 в девяностых. Чаще всего внедрению и распространению мини- и микроГЭС препятствуют отсутствие финансовых средств у заказчика и недооценка возможностей ВИЭ региональными властями.

Но есть хорошая новость: начинается процесс восстановления разрушенных и строительства новых мини- и микроГЭС. В данной связи небезынтересным представляется опыт АОЗТ "Межотраслевое научно-техническое объединение "ИНСЭТ" (Санкт-Петербург).
С 1988 г. данное предприятие специализируется на разработке, изготовлении, комплексной поставке и монтаже микроГЭС мощностью от 3 до 100 кВт и гидроагрегатов для малых ГЭС единичной мощностью до 5000 кВт. Специалисты "ИНСЭТ" выполняют обследование и оценивают ресурсный потенциал региона и конкретно того места, где будет располагаться микроГЭС, а также осуществляют сервисное обслуживание возведенной станции. В сумме весь комплекс услуг (обследование, предпроектные проработки, составление проекта, создание агрегата) стоит немалых денег, но заказчику в любом случае выгодно иметь свою электростанцию. Его затраты окупаются.
Так, ситуация в регионе нахождения фирмы "ИНСЭТ" (Ленинградская обл.) следующая: здесь насчитывается около 30 малых ГЭС, которые сейчас бездействуют, поскольку продавать электроэнергию по существующему тарифу малоэффективно. По оценкам специалистов, переоборудование ГЭС и их реконструкция окупятся через 5-10 лет.
Но возможно ли хотя бы частичное привлечение инвестиций на строительство малых ГЭС путем экспортирования электроэнергии? Исследования показывают, что водные ресурсы Карельского перешейка позволяют выработать достаточное количество электроэнергии для нужд и Карелии, и Финляндии, и Ленинградской, Новгородской, Псковской и прилегающих к этой единой гидросистеме областей. (Иное дело, что до сих пор продажа электроэнергии за рубеж не регламентирована нормативными актами России. Единственная организация, продающая электроэнергию за границу, — РАО ЕЭС.) Бюджетные же средства, выделенные на развитие возобновляемой энергетики в России, составляют всего 10 млн RUR. На эти деньги сложно построить даже одну ГЭС.

Чуть подробнее о технической стороне вопроса. В самом деле, почему одним из наиболее эффективных направлений развития нетрадиционной энергетики является использование энергии небольших водотоков с помощью мини- и микроГЭС? Это объясняется, с одной стороны, значительным потенциалом таких водотоков при сравнительной простоте их использования, с другой — практическим исчерпанием гидроэнергетического потенциала крупных рек в этом регионе. Объекты малой гидроэнергетики условно делятся на два типа: "мини", обеспечивающие единичную мощность до 5000 кВт, и "микро" (эти станции работают в диапазоне от 3 до 100 кВт). Постоянный рост цен на органическое топливо ведет к значительному удорожанию электроэнергии, доля которой в себестоимости производимой продукции нередко превышает 20%. На этом фоне малая гидроэнергетика обретает новую жизнь.
Вообще современная гидроэнергетика как таковая по сравнению с другими традиционными видами электроэнергетики является наиболее экономичным и экологически безопасным способом получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идет в этом направлении еще дальше. Небольшие электростанции позволяют сохранять природный ландшафт, окружающую среду не только на этапе эксплуатации, но и в процессе строительства. При последующей эксплуатации отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства. В реках сохраняется рыба, вода может использоваться для водоснабжения населения. В отличие от других экологически безопасных возобновляемых источников электроэнергии (солнца, ветра), малая гидроэнергетика практически не зависит от погодных условий и способна обеспечить устойчивую подачу дешевой электроэнергии потребителю.

С другой стороны, в условиях, когда ископаемые источники энергии (нефть, уголь, газ) истощаются и постоянно дорожают, использование дешевой, доступной, возобновляемой энергии рек, особенно малых, позволяет вырабатывать дешевую электроэнергию. К тому же, сооружение объектов малой гидроэнергетики низкозатратно и быстро окупается. Так, при строительстве малой ГЭС установленной мощностью около 500 кВт стоимость строительно-монтажных работ составляет порядка 14,5-15,0 млн RUR. При совмещенном графике разработки проектной документации, изготовления оборудования, строительства и монтажа малая ГЭС вводится в эксплуатацию за 15-18 месяцев. Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на подобной ГЭС, составляет не более 0,45-0,5 рублей за 1 кВтч, что в 1,5 раза ниже, чем стоимость электроэнергии, в настоящее время фактически реализуемой федеральной энергосистемой. Таким образом, затраты на строительство перспективных объектов окупаются за 3,5-5 лет. Реализация такого проекта с точки зрения экологии не нанесет ущерба окружающей среде. Реконструкция же выведенной ранее из эксплуатации малой ГЭС обойдется в 1,5-2 раза дешевле.
Сегодня проектированием и разработкой оборудования для таких ГЭС занимаются многие российские научно-производственные организации и фирмы. Что же касается вышеупомянутого санкт-петербургского МНТО "ИНСЭТ", то это одна из крупнейших постсоветских компаний подобного профиля. Специалистами "ИНСЭТ" разработаны и защищены патентами оригинальные технические решения систем автоматического управления малыми ГЭС. Использование таких систем не требует постоянного присутствия на объекте обслуживающего персонала — гидроагрегат надежно работает в автоматическом режиме. Система управления может быть выполнена на базе программируемого контроллера, который позволяет визуально контролировать параметры гидроагрегата на экране компьютера.

Гидроагрегаты для мини- и микроГЭС, выпускаемые МНТО "ИНСЭТ", предназначены для эксплуатации в широком диапазоне напоров и расходов с высокими энергетическими характеристиками и выпускаются с пропеллерными, радиально-осевыми и ковшовыми турбинами. Проточные части всех турбин разработаны с использованием метода математического моделирования. Наиболее ответственные узлы под контролем специалистов "ИНСЭТ" серийно изготавливаются на конверсионных оборонных заводах Санкт-Петербурга с использованием новейших технологий, что позволяет обеспечить их высокое качество. В комплект поставки изготавливаемого серийно оборудования (рис. 1) входят энергоблок (3 — турбина, 5 — генератор), водозаборное устройство (1 и 2), выпускной коллектор (4) и устройство автоматического регулирования (6).
Малые ГЭС, поставляемые МНТО "ИНСЭТ", — это надежные, экологически чистые, компактные, быстроокупаемые источники электроэнергии для деревень, хуторов, дачных поселков, фермерских хозяйств, а также мельниц, хлебопекарен, небольших производств в тех отдаленных, горных и труднодоступных районах, где отсутствует сеть линий электропередач. (Несложный расчет показывает, что сегодня строить ЛЭП получается и дольше, и дороже, чем приобретать и устанавливать малые ГЭС.) Имеется успешный опыт эксплуатации оборудования на перепадах уже существующих плотин, каналов, систем водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий и объектов городского хозяйства, очистных сооружений, оросительных систем и питьевых водоводов.

Малая энергетика — это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем для территорий, относящихся к зонам децентрализованного электроснабжения, которые составляют более 70% территории России. Обеспечение энергией удаленных и энергодефицитных регионов требует значительных затрат. И здесь далеко не всегда выгодно использовать мощности существующей федеральной энергосистемы. Гораздо экономичнее развивать мощности малой энергетики, экономический потенциал которой в России превышает потенциал таких возобновляемых источников энергии, как ветер, солнце и биомасса, вместе взятых.
В рамках национальной энергетической программы предприятие "ИНСЭТ" разработало "Концепцию развития и схему размещения объектов малой гидроэнергетики на территории Республики Тыва", в соответствии с которой уже полтора года назад была введена в эксплуатацию малая ГЭС в поселке Кызыл-Хая. В настоящее время гидроагрегаты от "ИНСЭТ" эксплуатируются, помимо России (Кабардино-Балкария, Башкирия), в других странах СНГ (Беларусь, Грузия), а также в Латвии, Японии, Южной Корее, Бразилии, Гватемале, Швеции, Польше.

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ