Головне - маневри. Скільки за допомогою води Україна може заощадити газу та вугілля (ІНФОГРАФІКА)
У електрики, отриманого на гідроелектростанціях, три головних переваги: воно відносно дешеве, проводиться з поновлюваного джерела майже без шкідливих викидів в атмосферу і може швидко підлаштовуватися під графік споживання (маневрування потужностей). З мінусів - негативний вплив таких станцій на екосистему і низький коефіцієнт використання встановленої потужності (в середньому 50%).
ГЕС - це найпотужніші виробники електроенергії з поновлюваних джерел. Тому збільшення їх частки в енергобалансі стало глобальним трендом. Якщо в 1990-е у світі додалося 100 ГВт гідроенергетичних потужностей, то в наступному десятилітті - вдвічі більше. Загальна потужність всіх ГЕС і ГАЕС вже перевищує 1000 ГВт. Частка гідроенергії у світовому виробництві електроенергії в 2016 р. становила 16,6% (при цьому всіх відновлюваних джерел енергії в цілому лише 24,5%). Згідно з даними Міжнародної асоціації гідроенергетики станом на 2016 р. загальна вироблення гідроенергії у світі досягла 4102 ТВт·год, з них на Україну припадало 12,2 ТВт·год
Який напір
Українська гідроенергетика виробляє близько 10% електроенергії, відпущеної в "загальний котел" - оптовий енергоринок (ОРЕ), звідки його купують споживачі. Гідроенергетичні потужності об'єднаної енергетичної системи (ОЕС) перевищують 6000 МВт, в тому числі:
- ГЕС Дніпровського каскаду - 3660,8 МВт,
- ГЕС Дністровського каскаду - 743 МВт,
- Київська ГАЕС - 235,5 МВт,
- Ташлицька ГАЕС - 302 МВт,
- Дністровська ГАЕС (три агрегату) - 972 МВт,
- малі гідроелектростанції - близько 100 МВт.
За минулий місяць вони дали понад 1,5 млн МВт·год, а це понад 14% всього поставленого в ОРЕ електрики (правда, взимку було до 9%). І потенціал даного виду генерації не вичерпаний. Два роки тому уряд прийняв Програму розвитку гідроенергетики до 2026 р., якій наказано за цей час ввести в експлуатацію 3300,5 МВт потужностей. Мова йде про добудову Дністровської та Ташлицької ГАЕС та спорудженні Каховської ГЕС-2. Очікується, що після цього буде задіяний практично весь економічно ефективний гідроенергетичний потенціал країни - 17,5 млрд кВт·год, а частка гідроенергетики за встановленими потужностей в ОЕС досягне 15,5%. Розраховувати на більше при сучасних технологіях наші водні ресурси не дозволяють.
Отже, після запуску трьох гідроагрегатів Дністровської електростанції (майже 15 млрд грн) до 2019 р. повинні здати в роботу четвертий агрегат потужністю 324 МВт, а до 2026-го - ще три сумарною потужністю 972 МВт. За попередніми розрахунками, на все знадобиться понад 11 млрд грн. Будівництво Канівської ГАЕС потужністю 1000 МВт до 2023 р. оцінюється в 12 млрд грн. Для достройски Каховської ГЕС-2 та введення в експлуатацію чотирьох гідроагрегатів Ташлицької ГАЕС Україна веде переговори про кредити з міжнародними фінансовими організаціями.
Дешева сила
Електрика силою річок коштує дуже недорого. Так, у квітні ГЕС і ГАЕС постачали електрика по 311,02 грн за МВт·год, що дешевше продукції інших видів генерації, зокрема теплової, де ціна - 1933,06 грн за МВт·год. Осібно стоять так звані малі ГЕС, які працюють за "зеленим" тарифом до 4 тис. грн за МВт·год., але їх частка у виробництві електрики всього 0,2–0,3%. Тільки завдяки атомну і гідроенергетику ціни на електрику для населення у нас значно нижче європейських (хоча ринкова вартість порівнянна).
Крім того, ГЕС і ГАЕС можуть замінити потужності теплової генерації, особливо в графіку балансування добової навантаження, а значить, буде потрібно менше палива на роботу ТЕС. За розрахунками "Укргідроенерго", один гідроагрегат на Дністровській ГАЕС забезпечує економію 69 млн куб. м газу і 367 тис. т вугілля в рік, а це десятки мільйонів доларів. Нагадаємо, що тільки на зазначеній станції до 2026 р. планується добудувати ще чотири гідроагрегати.
Вода проти газів
Підвищення частки гідроенергії в енергобалансі сраны також дає можливість зменшити шкідливі викиди в навколишнє середовище. Приміром, три гідроагрегати Дністровської ГАЕС дозволяють скоротити використання ТЕС, а значить, і викиди: 181 тис. т CO2, 2,3 тис. т SO2, 0,6 тис. т NO і 0,7 тис. т пилу щомісяця. Це важливо і в зв'язку з приєднанням України до Паризького кліматичного угоди, у відповідності з яким потрібно послідовно скорочувати вуглецеву енергетику і орієнтуватися на поновлювані джерела. З іншого боку, негативний вплив на навколишнє середовище від ГЕС і ГАЕС теж є. Насамперед це затоплення територій, зміна клімату і екосистеми. Тут головне - масштаб станції. Втім, і відносно невеликі напірні ГЕС потужністю 60 МВт, які планують побудувати на Дністрі, викликали невдоволення серед екологів.
Головне - маневр
Одна з основних функцій гідроенергетики - підтримувати стабільність енергосистеми під час перепадів денних споживання електрики. У нас відношення мінімального навантаження вночі до максимальної у вечірні години пік становить близько 0,76. Щоб збалансувати пропозицію, доводиться щодня то збільшувати, то зменшувати роботу деяких генеруючих потужностей, вони називаються маневреними (на відміну від базових, які працюють рівне). Найбільше для цього призначені ГЕС - вони можуть істотно наростити обсяги вироблення в лічені хвилини, ТЕС для цього потрібні годинник, АЕС - добу. Тому саме гідрогенерація в першу чергу дозволяє підтримувати баланс в ОЕС. Зокрема, ГАЕС виконують роль акумуляторів, які вночі закачують воду в сховище, а в пікові години - вивільняють напір, який приводить в роботу турбіни і генератори. Однак потужностей гідроенергетики в Україні не вистачає, і до балансування системи підключаються ТЕС.
В принципі теплогенерація теж має маневрений потенціал, однак їм доводиться зловживати. Деякі вугільні блоки теплових станцій взагалі відключаються вночі. Такі непроектные режими роботи призводять до дострокового зносу обладнання, підвищення аварійності, а також збільшують витрату палива, насамперед газу і мазуту. За нормами на пуск енергоблоку потужністю 150-200 МВт необхідно близько 60 т вугілля і 50 тис. куб. м природного газу. Зокрема, тому введення в експлуатацію нових потужностей ГЕС та ГАЕС дозволяє скоротити споживання вуглеводневого палива і викиди CO2.
Проблема в тому, що в Україні недостатньо маневрених потужностей (половина генерації припадає на АЕС, які працюють у базовому режимі). За різними даними, потрібно ще від 1 ГВт. Нагадаємо, Програмою розвитку гідроенергетики до 2026 р. передбачається збільшити потужності ГЕС і ГАЕС на 3 ГВт. Однак і цього може виявитися недостатньо, оскільки збільшується частка вироблення вітрових і сонячних електростанцій (ВЕС і СЕС), які працюють нестабільно, в залежності від погодних умов. Тому з часом маневрених потужностей може знадобиться ще більше.
Мало і дорого
Окрема тема - робота малих, мікро - і міні-гідроелектростанцій до 10 МВт (МГЕС). В цілях розвитку цієї генерації у них купують електроенергію за високого "зеленим" тарифом - понад 1 євро за кВт·год. Згідно з даними Держагентства з енергоефективності та енергозбереження, до 1 жовтня 2017 р. в Україні було 133 такі станції загальною встановленою потужністю 94 МВт. А Національний план дій з відновлюваної енергетики до 2020 р. передбачає збільшення потужностей МГЕС до 150 МВт. Однак ці станції в порівнянні з іншими поновлюваними джерелами енергії вимагають значно більше капітальних вкладень в індивідуально підібране обладнання і будівництво - зведення складних гідротехнічних споруд. Інвестиційний цикл може затягнуться на 11 років. Тому нові МГЕС у нас з'являються нечасто.
Словом, в Україні доцільно розкривати потенціал гідроенергетики. Хоча в деяких випадках це може бути занадто дорого, та й сила річок, на жаль, не нескінченна.
